2kw水平轴风力机叶片设计和优化的研究

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1、万方数据StudyOnOptimalDesignoftheBladeof2KWHorizontal．AxisWindTurbineTypeofDegree△堡垒亟曼塑i鱼鱼曼g!星星——Discipline(TypeofProfessionalDegree)MechanicalEngineering—CandidateShanWUbinStudentNumber．!QQ．!Q兰Q三QQZSupervisorandProfessionalTitle里茎Q鱼§墨Q￡E丛堡塑i堕i望gPracticeMentorandProfessionalTitle墨星坠i鱼!曼旦gi堕

2、垡星!Li鱼h堕坠!i坠SchoolS壁堕QQ!Q￡坠堕曼堡h坌卫i堡垒!鱼曼!曼曼!亟曼垦!曼堕gi旦星星!i旦gDate也盟2，2Q!圣University—H坠望垒望堕垒i∑皇!§i!YQ￡S曼i曼旦垦星垒望亟!!童曼h典Q!QgY万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：卓或友队日期：Ⅺ萨莎月多日学

3、位论文版权使用授权书本学位论文作者完金了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名导师签名：么1日期：妒侈年‘月2日⋯nJ：矽萨舌月2日万方数据摘要叶片是风力机的重要零件，在风力机发电中占有很重要的地位，叶片的设计与结构优化是提高风力机风能转换效率的关键。本课题以湘电集团横向课题((TFYD5000．15273KW3000V永磁风力

4、发电机机械计算》为背景，针对湘潭瑞邦机电公司横向开发项目《小型风力机的设计与制造》，结合空气动力学相关理论，利用有限元分析等方法对2KW小型风力机叶片设计及优化进行研究。本课题主要研究工作如下：1．基于空气动力学相关理论，根据葛劳窝理论设计模型，确定选用FX63．100翼型，应用MATLAB软件计算沿叶展方向各叶素截面的扭角和弦长；通过Profili软件得到的叶片翼型原始数据，然后由EXCEL软件基于点坐标变换原理得Nnt-片的空问叶素截面数据，应用pro／E软件建立了叶片的三维实体模型。2．为设计出更符合实际情况的叶片，对翼型FX63—100进行了改型优化，基于弯度

5、不变对翼型不同位置和方向处的厚度进行加厚改型优化，基于厚度不变对FX63．100进行了弯度改型优化。3．出于提高了叶片的加工工艺和改进叶片的景观性，对新型叶片叶展方向上叶素的扭角和安装角都进行了三次多项式拟合修正，对优化后的新型风力机叶片利用ANSYS软件进行了静力分析和模态分析，通过静力分析验证叶片结构设计是否合理，由模态分析可获得叶片的固有频率并用以分析叶片发生共振的可能性。4．委托湘潭瑞邦电机公司制造了原翼型与新翼型叶片样本，设讨。试制了小型风涧实验台并进行了风洞实验，对比了新翼型与原翼型设计的叶片的风能利用效率；对新翼型叶片进行了转速为1463r／min的极端

6、转速试验，初步探讨新型风力机叶片的可靠性。关键词：风力机；翼型；Glauert理论；改型优化；有限元分析万方数据ABSTRACTBladeisaDimportantpartofthewindturbine，it’Splaysanimportantroleinthewindturbinegeneration．Thedesignandstructureoptimizationofthebladeisthekeytoimprovetheconversionefficiencyofwindenergy．Thebackgroundofthistopicishorizontalp

7、roject”TFYD5000—15273KW3000Vpermanentmagnetwindturbinegeneratormechanicalcomputing”ofHunanElectricGroup．DirectingattheXiangtanRuibangelectricalcompany’Stransversedevelopmentproject”windturbinedesignandmanufacturing”，combinedwiththetheoryofaerodynamics，usingthefiniteelementanaly