基于径向基函数模型的风力机翼型多目标优化设计.pdf

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1、CAD／CAE／CAPP／CAM现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2016年第3期基于径向基函数模型的风力机翼型多目标优化设计+杨硕，程珩(太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室，太原030024)摘要：针对目前大型风力机翼型综合气动性能的优化需求，建立了多运行工况下的翼型优化设计方法。该方法利用最优拉丁超立方法设计样本，采用解析函数线性叠加法表征翼型外形，建立径向基函数模型代替复杂且耗时的CFD气动分析模型，利用多目标粒子群优化算法对该模型进行多点优化设计，以获取综合气动性能更佳的风

2、力机专用翼型。利用上述方法对风力机常用翼型NACA4418进行优化，结果表明：新翼型在各运行工况下，升力系数和升阻比均有所提高，该优化方法可提高优化效率，改善翼型的气动特性，具有一定的工程实用价值。关键词：风力机翼型；气动性能；优化设计；粒子群优化算法；径向基函数中图分类号：TK83文献标志码：A文章编号：1671--3133(2016)03—0054—05DOI：10．16731／i．cnki．1671—3133．2016．03．012Multi·objectiveoptimizationdesignforwindturbineairfoi

3、lbasedonradialbasisfunctionmodelYangShuo，ChengHang(KeyLabofAdvancedTransducersandIntelligentControlSystem，Minis町ofEducationandShanxiProvince，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Forthedemandofoptimizationoncurrentlargescalewindturbineairfoil’Scomprehen

4、siveaerodynamicperformance，theoptimaldesignmethodatmultipleworkingconditionsWasproposed．Firstly，theoptimallatinhypereubedesignWasusedtoob-taintestsamples，andtheairfoilgeometrywasparameterizedbylinearsuperpositionofanalyticfunctions．Then，theRadialBasisFunction(RBF)wasestabli

5、shedtoapproximatetocomplexandtime—consumingCFDaerodynamicanalysismodel．Finally，Multi-ObjectiveParticleSwarmOptimization(MOPSO)algorithmWasemployedtogetbetteraerodynamicperformanceofspecialwindturbineairfoil．TheabovemethodⅥmappliedtotheoptimizationofNACA4418windturbineeommon

6、airfoil．Theresultsshowthatthenewairfoil’Sbothliftcoefficientandlift—dragratioareincreasedinalltheconsideredworkingconditionsandtheaerodynamiccharacteristicsofairfoilareimproved．ThisapproachCanenhancetheefficiencyofoptimization，andhascertainpracticalvalueinengineering．Keywor

7、ds：windturbineairfoil；aerodynamicperformance；optimaldesign；particleswamoptimizationalgorithm；radialbasisfunctionO引言新能源的开发和利用，尤其是风力发电技术的快速发展，是缓解能源危机与环境污染所带来压力的重要途径，叶片作为风力机的重要组成部分，改善其各截面翼型气动性能是提高叶片效率的最有效途径+山西省科技攻关资助项目(20140321018-02)54之一。传统风力机叶片大多沿用航空翼型，实践证明，航空翼型并不能很好地满足风力机运行

8、的特殊环境要求‘1

9、，国外从20世纪80年代已开始研究风力机专用翼型，目前已有荷兰DU系列Ⅲ，美国NREL—S系列‘3I，丹麦RIS中系列‘41等。文献[4]采用X