尾缘厚度对风力机翼型气动特性影响参数化研究

该文拟从气动性能角度考察钝尾缘厚度对风力机翼型气动特性的影响.采用美国NREL带有试验数据的风力机专用翼型S814和S827,通过XFOIL软件对翼型尾缘厚度参数化处理.在最大厚度、弯度和弦宽不变的条件下,尾缘厚度相对于弦长在0.5%～5.0%范围变化.数值计算分析认为,尾缘厚度在一定范围增大时,翼型升力系数有明显提升,同时阻力系数也持续增大,升阻比则呈先增后降趋势,研究翼型尾缘厚度在1.5%(相对弦长)附近其升力系数和升阻比同时达到最佳.研究结论可供风力机叶片设计时量化参考.     

水平轴风力风轮静态结构特性试验研究

提出了一种研究水平轴风力机风轮静态结构特性的测试方法，用单点加集中荷载所得数据来综合评定受分布荷载作用的风轮叶片的强度及变形特性，用于检验风轮叶片结构设计的合理性，获得在定常荷载作用下，叶片受力的危险截面，以小型水平轴风力机FD2-300的风轮叶片为例进行了试验研究。获得了该叶片的危险截面，试验证明：通过以抗弯截面系数和定常荷载作用下的截面弯矩曲线的颁上为判据进行叶片结构形状合理性分析是一种快速、实用的测试方法，可为研究风力机气动弹性稳定性和改进风轮叶片设计提供判据。     

风力机新系列翼型气动性能研究

风力机翼型气动性能是风力机气动设计和性能分析的重要基础。采用粘性和无粘性结合的分析计算方法，对风力机新系列翼型进行了气动性能研究，用低雷诺数翼型分析和设计软件XFOIL分析了FFA－W3系列两种翼型在不同雷诺数和不同马赫数下的气动性能，并与实验数据进行了比较，取得了比较一致的结果。     

基于压力表示法的水平轴风力机风轮气动弹性稳定性模型及应用

该文对影响水平轴风力机气动弹性稳定性的物理机理进行了分析，对国内外的研究方法进行了阐述。建立了基于压力表示法的水平轴风力机风轮气动弹性稳定性敏感性分析方法的物理与数学模型，综合考虑了风力机风轮的气动与结构参数对气动弹性稳定的影响。以600kw水平轴风力机风轮为例，对其气动弹性稳定性进行了分析与研究，获得了该风力机的气动弹性稳定性裕度和工作范围。考虑到风力机三维流动、风轮与塔架的藕合以及来流湍流和阵风等来流工况的复杂性，该分析模型目前还没有将上述因素考虑在内。若均考虑在内，则其能够提供较高的气动弹性稳定性预测精度。     

风力机叶片根部孔缺陷补强的有限元分析

风力机复合材料叶片在生产过程中难免出现各种加工质量问题.以1.5 MW根部T型螺栓孔打孔损伤叶片为例,提出了打孔错误叶片根部的修补方案,建立了修补后叶片根部的有限元模型.对叶片根部的修补方案进行三维有限元应力分析,得到修补后叶跟和T型螺栓的应力分布.比较修补前后的应力情况,发现修补后缺陷区域的最大拉应力变化不大,而剪应力减小的幅度较大,螺栓的最大拉应力略有降低.结果表明,通过修补后,缺陷区域的应力状态有所改善.     

基于时域积分的水平轴风力机风轮噪声预测理论及应用

给出了考虑水平轴风力机风轮厚度噪声与负荷噪声的延迟时形式的时域积分解及其噪声预测理论。基于Ffowcs Willians-Hawkings声学方程，减少了偏导数项的求解，提高了计算速度，避免了声学计算中的奇异性问题。对小型水平轴风力机FD2-300在3个方向的辐射噪声进行了预测，得到了声场各种源成分的噪声的分布与指向性规律。计算结果表明：在风轮的旋转平面，具有最大的总噪声级的指向性，负荷噪声在旋转平面以及风力机下游起着主导作用。对于600kW大型水平轴风力机进行了局部区域的噪声现场测量，并且与预测值进行了对比。结果表明：模型的预测结果与测试数据比较符合，且变化趋势一致，在整个测量区域，预测值比测量值低，这是由于计算模型只考虑到风力机叶片的负荷噪声与厚度噪声，对于实际运行的风力机来说，其辐射的总噪声除了与叶片的负荷、厚度有关，还与非定常来流、叶片本身的非定常性和气流粘性有关。若以该文建立的模型进一步考虑风力机的非定常性和粘性效应，将提高其预测准确性，在风力机整体优化设计以及噪声控制方面提供理论指导。     

柜式空调室内机进出口噪声试验研究

柜式空调室内机的噪声除了机械振动噪声外，离心风扇和空调送／排风系统等产生的气动噪声是主要的噪声源之一。本文对柜式空调室内机进出口噪声特性进行了测量，在进口有面板／无面板的情况下，得到了空调室内机进出口噪声的近场、远场特性以及影响进出口噪声的因素，为空调室内机的优化设计提供了重要依据。     

基于双因子改进型粒子群算法的混合滤波系统的多目标优化设计

大容量混合滤波系统的应用前景十分广阔,其滤波器组的参数优化,尤其是无源滤波器的参数设计对综合性能的影响很大。本文提出基于双因子改进型粒子群优化算法的混合滤波系统中无源滤波器组的多目标优化设计方法。通过将加速因子和交叉因子引入优化算法,针对无源滤波器的多目标优化,高效搜索参数空间以获得最优解。与以往的优化设计相比,带双因子的改进型粒子群算法采用自适应的惯性权重,交叉因子增加了粒子的多样性,克服了算法寻优过程中易局部收敛等问题,提高其全局搜索能力。而收缩因子可以加快PSO的运算速度,明显提高了算法的寻优速度。测试结果表明利用该算法设计的混合型滤波系统具有较强的鲁棒性。     

水平轴风力机桨叶计算模态分析

用有限元分析的方法对水平轴风力机的浆叶进行了计算模态分析和研究,通过对300W浆叶的模态计算分析结果与实验模态结果加以对比和验证,得到了在低阶条件下合理的浆叶模态计算模型,探讨了以有限元为基础的计算模态分析在选择不同的计算模型时对计算结果的影响,最后对600kw浆叶进行了模态计算,其结果与采用“Bladed for Windows”软件的计算结果作了比较,得到了满意的一致结果。     

水平轴风力机风轮结构特性综合剪裁

基于静态与动态测试技术,对水平轴风力机风轮的结构特性进行了综合剪裁。在静态结构特性方面,用单点加集中荷载所得数据来综合评定受分布荷载作用的风轮叶片的强度及变形特性。为风轮叶片强度设计提供有效的判据。在动态测试方面,应用ＤＡＳ动态信号分析与故障诊断系统,对水平轴风力机的风轮叶片进行了试验模态分析,通过测量风轮叶片的振动信号,得到了风轮叶片的各阶模态分布,为风力机总机的总体优化设计提供了可靠的依据。