大型水平轴风力机叶片气动性能优化

为提高风力机将风能转化为机械能的效率,根据我国西北地区的风频风能曲线,用最优设计攻角沿叶片轴线的非线性分布修正传统Wilson算法,优化设计大型水平轴风力机叶片的气动性能. 该优化设计利用Matlab优化工具箱,优化速度干涉因子的迭代计算,提高计算效率;考虑多翼型和变攻角等因素对叶片外形优化的影响,从结构及加工工艺角度修正翼型. 通过对1.2 MW 风力发电机组叶片外形的气动性能计算和优化设计,结果表明该优化设计的有效性和可行性,可为风力机叶片外形设计提供参考.     

水平轴风力机叶片曲面建模与等几何分析研究

针对传统水平轴风力机叶片气动外形建模与结构特性分析，大多采用不同的基函数，从而使叶片可动边界及结构分析模型存在较大误差，进而影响计算精度与求解效率等问题，利用等几何分析法将叶片几何形状与结构模型无缝连接，直接将叶片气动外形的非均匀有理B样条(NURBS)控制向量作为叶片结构控制参数，通过与有限元方法对比，两种方法得出位移最大值偏差为6.133%,应变最大值偏差为6.277%,最大值点位移与应变随时间变化趋势都呈线性变化，直线斜率K值近似相同，验证了等几何分析的正确性与可行性。     

基于VB的风力机叶片外形优化设计

为了实现风力发电机风轮叶片外形的优化设计,以风场风速分布为基础提出了综合优化目标;以片条理论为基础提出了以展弦比为关键参数的修形约束条件的气动优化目标,建立了叶片外形优化设计的数学模型.采用枚举法和循环结构,选用Access数据库,应用Visual Basic编制程序实现叶片外形的优化设计.针对内蒙古某地区设计了1.5MW风力机叶片,与国外同功率某通用叶片进行了对比分析.结果表明,两种叶片外形基本吻合,而且文中设计的叶片在性能上有明显优势,同时也验证了文中提出数学模型的可靠性和程序的实用性.     

基于VB的风力机叶片外形优化设计

为了实现风力发电机风轮叶片外形的优化设计,以风场风速分布为基础提出了综合优化目标;以片条理论为基础提出了以展弦比为关键参数的修形约束条件的气动优化目标,建立了叶片外形优化设计的数学模型。采用枚举法和循环结构,选用Access数据库,应用Visual Basic编制程序实现叶片外形的优化设计。针对内蒙古某地区设计了1.5MW风力机叶片,与国外同功率某通用叶片进行了对比分析。结果表明,两种叶片外形基本吻合,而且文中设计的叶片在性能上有明显优势,同时也验证了文中提出数学模型的可靠性和程序的实用性。     

基于TRIZ理论的叶片仿生设计与有限元力学分析

改善风力机叶片气动性能,提高叶片刚度、稳定性,已成为大型风力机叶片设计迫切需要解决的问题。生物体独特的外部形状、功能、结构、材料的完美统一,高超的环境适应能力,也为风力机仿生设计提供了不竭灵感。仿生过程是一个分析综合创新的过程,运用TRIZ产品进化理论对风力机叶片技术所处发展阶段进行研究,有助于更清楚地了解风力机叶片的发展趋势和创新的必要性,使研究工作更具系统性和规律性。应用TRIZ产品进化理论,对风力机叶片技术的相关专利数据进行统计并绘制曲线图,通过与标准曲线的区段比较找出风力机叶片所处的发展阶段和接下来的发展趋势与对策。将鱼鳍作为仿生对象进行建模与力学分析,得到仿生模型的力学指标。     

兆瓦级风力发电机功率特性的模拟测试及分析

风力发电机的功率及其效率特性对风力机气动特性有很大影响。针对我国兆瓦级风力机风轮叶片研究中存在的问题,制作了1．5MW风轮叶片模型并根据相关国标进行了实验室及车载测试,根据测试数据风力发电机组的效率特性曲线及功率特性曲线,最后通过数据分析,提出了叶片模型的改进方案。     

不同颜色风力机叶片缺陷检测系统研究与验证

针对目前风力机叶片缺陷检测方法检测精度低、危险系数大、设备价格高等问题,提出一种基于LabVIEW+无人机的风力机叶片缺陷检测系统,实现了硬件平台搭建和系统软件设计,对图像处理算法进行研究,针对传统二值化算法中不同颜色风力机叶片阈值不同的问题,提出了应用边缘提取的检测方法。通过理论分析和实验对比了LabVIEW中边缘提取缺陷检测算子及组合算子的检测效果,并最终确定Sobel算子应用于本风力机叶片缺陷检测系统。实验表明,该系统能够实现不同颜色风力机叶片缺陷的自动、低成本检测,检测精度高达93%。     

基于参数化的涡轮叶片三维气动优化仿真

为了提高涡轮叶片的设计效率,在分析已有涡轮叶片截面线参数化造型技术优缺点的基础上,基于B样条曲线实现了涡轮叶片截面线的参数化造型和参数化修改,并编写了叶片造型程序,实现了叶片流场模型的自动化生成.以某型号涡轮叶片为例,对其进行三维流场数值模拟,然后采用遗传算法和序列二次规划法算法的组合,以涡轮的气动效率为目标函数,对涡轮叶片进行了气动优化.算例结果表明文中所建立的涡轮叶片自动优化设计体系是可行的.     

风力机叶片立体图的计算机设计绘制

本文的作者按照叶片设计的实际过程,在根据涡流理论设计叶片参数的基础上,提出了一种能在计算机上立体显示叶片截面及结构的设计方法,即用基于点的坐标的几何变换理论求解叶片各截面在空间实际位置的三维坐标,基于三维几何建模理论,完成了对叶片的实体建模.     

新翼型风力机叶片综合性能的实验研究

以自制新翼型风力机风轮为研究对象,在B1/K2直流式低速风洞完成自制新翼型风力机的功率特性测试实验,采用丹麦B＆K公司结构动态测试系统完成风轮结构动态特性实验,并与国内某公司同型号传统翼型的风力机进行气动特性、结构动态特性的对比分析,为下一步系统研究新翼型的气动特性和设计综合性能较优的风轮奠定了理论和实验基础.     

基于分数阶内模控制的风力机叶片颤振研究

针对风力机叶片颤振系统,提出了一种结合分数阶(Fractional Order)控制与内模控制(Internal Model Control,IMC)的新型颤振控制方法.利用分数阶滤波器设计了分数阶内模控制器,基于闭环动态特性指标,如相位裕量和截止频率,实现对控制器参数的自整定.通过仿真实验对比证明,针对风力机叶片颤振控制,所设计的控制方法优于传统PID、内模PID控制方法,不仅减少了控制参数,而且提高了动态特性和鲁棒性.     

串列静子叶片流动机理研究

提高级负荷水平一直是压气机气动设计领域不断追求的目标。串列叶片可以突破常规布局气动负荷的限制，且具有良好的工程应用前景。为了探索串列叶片三维流动机理及前后排相互影响机制，利用数值模拟方法对来流马赫数为0.8的串列静子叶片近端壁流动特性展开研究，分析了前后排相互影响机制，主要是针对前/后排叶片单排工作与串列条件下进行对比。通过研究表明，以后排叶片势作用、缝隙射流、尾迹扩散为代表的典型流动现象显著地影响了前后排叶片的扩压过程，进而影响了气动负荷沿流向的分配及端壁损失，串列静子近端壁的气动设计需要考虑前后排相互干涉的影响。     

基于拉普拉斯网格变形的三维植物叶片建模

论文提出一种基于拉普拉斯网格变形的三维植物叶片交互式设计方法。该 方法以叶片轮廓及叶片主脉中轴点数据输入并生成网格曲面,通过拉普拉斯网格变形技术对 叶片的曲面网格进行交互式编辑。轮廓中轴数据点既可以通过三维数字化获得,也可以根据 叶脉形态计算得到。实验证明,该方法具有较好的普适性,变形计算快速,能够达到实时交 互设计的需要,所生成的叶片不仅能够很好地保持叶片的面积特征,同时在形态上具有较强 的真实感。     

基于极点配置控制的风机叶片颤振控制研究

针对风力机叶片的颤振会严重影响风力机的发电效率和运行安全问题,设计了一种基于极点配置的振动控制器在抑制叶片颤振的同时可以取得良好的闭环控制特性,并且能够有效抑制来自阵风的干扰.重点研究了利用Diophantine方程求解极点配置(PPC) PID控制器的方法,并选取有效的系统输出信号来设计反馈控制器,达到抑制叶片颤振的目的.Matlab/Simulink仿真结果表明,在叶片颤振控制系统中极点配置PPC-PID控制器比传统PID控制器具有更好的抗干扰性和动态特性.     

风力机叶片动力学建模研究

研究水平轴风力机叶片在回转平面内的横向振动.将风力机叶片简化为以恒角速度绕定轴旋转的不可伸长的等截面欧拉伯努利梁.采用一维动量叶素理论建立风力机叶片的空气动力学模型,并计及风力机叶片尖端损失的影响.对无量纲化的动力学方程采用Galerkin方法得到由常微分方程描述的非线性动力系统.采用由NACA63 -B系列风力机叶片...     

面向分级设计优化的飞行器参数化建模方法

针对飞行器气动隐身外形综合设计优化问题,提出合适的面向分级设计优化流程,建立适应该流程的渐进分层参数化建模方法;用基于敏度分析的参数影响程度分析方法筛选复杂设计变量;采用多学科设计优化（Multidisplinary Design Optimization,MDO）理论和差分进化算法进行飞行器气动隐身外形的综合设计优化.将该方法用于某飞行器外形设计优化,结果表明：该方法合理可行,可为飞行器外形多学科设计优化提供一定参考.     

工业汽轮机CAE技术研发与应用

本文以高转速大容量工业汽轮机长叶片为主要研究对象,将CAE技术应用于工业汽轮机的设计和分析中,并与工业汽轮机行业准则相结合,建立了一个以叶片开发为中心涵盖工业汽轮机各个部件的,集结构设计、气动设计、结构分析、气动分析、流固耦合分析和转子动力学分析于一体的企业型研究开发平台。这对提高我国工业汽轮机叶片及其他部件的设计与开发有着很重要的现实意义。     

单兵多功能应急供电系统中风机叶片的设计

关于单兵多功能供电系统中风机叶片的可靠性问题,为了保证设计质量,选择单兵多功能应急供电系统中风机叶片的翼型(NACA4409和NACA4412)进行分析,并选取了合适的翼型,采用基于贝茨理论,利用几何变换及计算机仿真的方法,运用profili软件获得叶型各截面的初始参数,经坐标变换后得到了三维坐标,并进行分析,得到了扭曲叶片的三维实体模型.仿真结果表明,单兵多功能应急供电系统中风机叶片的整体设计具有低风速启动和整体重量轻的特性,是一种可行的设计方案.     

轴流压气机叶片优化仿真系统的开发

为了进一步提高压气机性能,需要对现有压气机叶片进行快速改型设计.为满足叶片快速改型设计的需要,着重论述了系统仿真原理、系统功能和实现方法,综合运用叶片造型、流场数值仿真和神经网络优化技术,采用面向对象、模块化等软件开发方法,设计并开发了一套叶片优化仿真软件系统,使其具备叶片造型设计、性能仿真和优化等功能,并给出了某叶栅叶片的优化改型实例.仿真结果表明,能改善压气机的气动性能、提高设计效率,较好地满足了压气机叶片优化仿真需求,具有良好的工程应用前景.     

汽车外形设计的三维数模重建

本文提出了一个汽车外形三维数字模型重建的方法。该方法从汽车外形工业设计效果图和汽车外开 片入手，利用图像处理技术，进行图像三上形恢复。利用外三维ＣＡＤ平台进行数字化主模型重建。