改进的NSGA-Ⅱ算法研究风力机叶片多目标优化

将一种采用精英控制策略和动态拥挤方法用于快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,并应用到风力机叶片的优化研究中,获得了一种新颖的风力机叶片多目标优化设计方法．作为应用算例,以设计风速下的功率系数最大和叶片质量最小为优化目标,用该方法设计了5 MW大型风力机叶片．优化结果表明,此算法在处理风力机多目标优化问题取得了良好的效果,给出的是一个Pareto最优解集,而不是传统优化方法追求的单个最优解,为风力机多目标优化设计提供新的思路和通用的算法．     

一种风力机气动计算的全自由涡尾迹模型

采用全自由方式建立风力机尾流场的涡尾迹模型,引入“虚拟周期”的概念,并发展一种自适应松弛因子方法,从而改善了自由尾迹迭代的稳定性,提高了迭代收敛速度。利用建立的自由涡尾迹模型,计算了风力机叶片的尾流场结构、气动性能及叶片载荷,并与实验结果进行了对比分析。结果表明,尖速比越大,自适应松弛因子方法对缩小模型计算时间越有效;全自由涡尾迹模型能准确给出风力机尾流场的结构,包括尾迹的扩张以及叶尖涡和叶根涡的产生、发展和耗散的过程,风轮扭矩与实验数据吻合;叶片载荷分布的计算结果在低风速下与实验值基本一致,但是在大风速下差别较大,说明需要一个准确的失速模型。     

复杂工况下的大型风力机气动性能和尾迹研究Investigation of aerodynamic performance and wake of the large scale wind turbine in complicated conditions

在复杂工况下,大型风力机非定常特性会更严重,导致风力机气动性能变化和尾迹预测更加复杂。本文主要针对稳态偏航、动态偏航、风剪切和随机风速场等复杂工况,基于自由涡尾迹方法,嵌入复杂工况的模块,加入了动态失速模型和三维旋转效应模型修正,实现了复杂工况数值模拟计算,比较了不同复杂工况的气动载荷和尾迹形状。最后,得出了风力机在复杂工况下的气动性能、载荷和尾迹叶尖涡线特性,并计算出风力机在复杂工况下的气动载荷超调量和迟滞时间。对推进自由涡尾迹方法应用于风力机工程的大批工况载荷计算,提高大型风力机的载荷计算精度和设计水平等具有重要意义。     

风剪切对风力机叶片气动性能及尾迹形状的影响

风力机通常运行在非定常工况中,其气动性能及尾迹会随着工况的变化而变化.风剪切是风力机长期所处的环境,它会影响到叶片气动载荷、尾迹形状、总体性能等,分析风剪切作用下的叶片气动性能对风力机的设计有重要意义.本文采用一种时间步进自由涡尾迹(free vortex wake,FVW)方法,耦合FVW方法与风剪切模型,计算不同风...     

Modeling three-dimensional dynamic stall

The dynamic stall process in three-dimensional (3D) cases on a rectangular wing undergoing a constant rate ramp-up motion is introduced to provide a qualitative analysis about the onset and development of the stall phenomenon. Based on the enhanced understanding of the mechanism of dynamic stalls, a 3D dynamic stall model is constructed with the emphasis of the onset, the growth, and the convection of the dynamic stall vortex on the 3D wing surface. The results show that this engineering dynamic stall model can simulate the 3D unsteady aerodynamic performance appropriately.     

前言北大核心CSCD

由于石化能源危机和全球气候变化日趋严重,发展可再生能源己成为当今世界的迫切问题之一.在诸多可再生能源项目中,风力发电已成为最具发展前途的项目,受到世界各国的重视.近年来,我国大型风力发电产业发展迅速,每年新装机发电能力已超过万兆瓦,位于国际前列.预计2020年总量将超过2亿千瓦.风电产业的发展获得国家的大力支持.国家发改委能源局已批准建立了国家能源风电叶片研究中心、海上风电技术装备研发中心、大型风电并网系统     

前言

由于石化能源危机和全球气候变化日趋严重,发展可再生能源己成为当今世界的迫切问题之一.在诸多可再生能源项目中,风力发电已成为最具发展前途的项目,受到世界各国的重视.近年来,我国大型风力发电产业发展迅速,每年新装机发电能力已超过万兆瓦,位于国际前列.预计2020年总量将超过2亿千瓦.风电产业的发展获得国家的大力支持.国家发改委能源局已批准建立了国家能源风电叶片研究中心、海上风电技术装备研发中心、大型风电并网系统     

基于全隐式无分裂算法求解三维N-S方程

基于多块结构网格,本文研究和发展了三维N-S方程的全隐式无分裂算法.对流项的离散运用Roe格式,粘性项的离散利用中心型格式.在每一次隐式时间迭代中,运用GMRES方法直接求解隐式离散引起的大型稀疏线性方组.为了降低内存需求以及矩阵与向量之间的运算操作数,Jacobian矩阵的一种逼近方法被应用在本文的算法之中.计算结果与实验结果基本吻合,表明本文的全隐式无分裂方法是有效和可行的.     

风力机叶片的三维非定常气动特性估算

结合动量-叶素理论、非定常空气动力和动态失速模型来计算风力机叶片的二维非定常气动特性,并在此基础上经过适当修正后考虑三维旋转效应的非定常气动特性。分析比较二维和三维两种计算结果,给出更为合理的计算叶片非定常气动特性的方法。计算结果表明,风力机叶片的三维非定常气动特性计算结果与二维时的计算结果相比有较大改善。