风力机翼型的设计优化方法研究-(预答辩)

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1、风力机翼型的设计优化方法研究答辩人:曹利刚指导老师:郭鹏程教授答辩时间：2015.2.28西安理工大学硕士学位论文答辩第一章绪论第二章风力机翼型的基本理论第三章风力机专用翼型第四章气动系数获取和气动外形设计第五章翼型的设计与优化第六章总结与展望1、论文结构2、设计流程风机基本理论风机翼型的气动特性风机专用翼型翼型的气动力翼型气动性能气动系数获取弯度的影响气动外形设计设计结果分析翼型设计优化翼型设计翼型优化3、论文主要内容（1）详细分析了叶片安装高度、弦长、风速对雷诺数的影响。（高度无影响）（2）分析了传统航空翼型与风机专用翼型的区别和联系，得到了风机专用翼型开发的必

2、要性。（厚度大，表面粗糙，失速严重，噪音）3、论文主要内容（3）说明翼型厚度、弯度、前缘、表面粗糙度对翼型气动性能的影响。（4）通过了Profili软件详细分析弯度对翼型气动性能的影响。（提高升力，减小阻力，提高升阻比，提高风能利用率）3、论文主要的内容5）详细介绍了应用Xfoil软件和Profili软件获得小迎角下翼型的气动系数方法。3、论文主要的内容（6）通过AirfoilPrep-v2p2软件将翼型的气动系数获取范围扩展到-180°至180°之间。3、论文主要的内容（7）简化了常规的极限载荷工况，得出简单的极限载荷计算方法。（8）推导出了11个设计目标参数的计

3、算公式。3、论文主要的内容（9）设计了应用Isight软件进行叶片设计优化过程3、论文主要内容（10）对以发电量最大、风场收益最大和度电成本最小的设计目标进行了举例分析，得出风场收益最大是最好的优化方法。3、论文主要内容（11）通过对NACA63-415翼型的性能改变，分析升阻比的改变给叶片各项性能带来的影响。3、论文主要内容（12）介绍了新翼型的设计方法并设计了翼型的优化流程。3、论文主要内容（13）把用参考翼型和新设计翼型分别设计的而叶片性能进行了对比，得出新翼型的设计方法是合理的，能提高风机的综合性能。4、创新研究内容1、研究叶片高度、弦长和风速对雷诺数的影响

4、。2、研究获得迎角在-180°～180°区间内的翼型气动系数方法。3、研究弯度对翼型气动性能的影响。4、研究以风场收益最大为目标的叶片翼型设计优化方法。5、主要结论（1）将Xfoil软件和Profili软件的设计结果进行加权平均，能得到更加可信的理论数据。（2）通过对以发电量最大、风场收益最大和度电成本最小的设计目标进行举例分析，得出风场收益最大的最优设计思想。（3）要用科学辩证的思想看待风场收益和度电成本之间的平衡问题。6、本文特色（1）创新性提出了将Xfoil软件和Profili软件两种设计结果平均后再分析翼型的性能。（2）解决了Profili软件不能输出新设计

5、翼型坐标的问题。（3）提出了风场收益最大化的设计思想。（4）分析弯度对翼型气动性能的影响。7、后续展望（1）叶片表面粗造度对翼型性能的影响还未曾有过研究，该研究可为叶片蒙皮技术提供理论指导。（2）在后续研究中可以考虑叶片内部结构、叶片的制造工艺等，使叶片有利于加工和运输。（3）积极查找国外翼型的相关设计和实验气动性能数据，完善翼型数据资源。（4）设计过程需要考虑叶片实际运行时的弹性问题，使风机运行更稳定。请各位老师提出宝贵意见谢谢！