【技术实现步骤摘要】
基于运行攻角偏差修正的低风速风力机叶片气动设计方法
本专利技术属于低风速风力机气动设计领域，特别是一种基于运行攻角偏差修正的低风速风力机叶片气动设计方法。
技术介绍
近年来，低风速风力机(Variable-SpeedWindTurbinesVSWTs)已成为风电市场上的主要机型。叶片气动性能直接决定低风速风力机的气动效率，而设计叶尖速比λopt和设计攻角αdgn是影响气动性能的关键设计参数。传统气动逆设计方法基于低风速风力机在大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)阶段始终运行在设计叶尖速比λopt、始终以最大风能利用系数捕获来流风能这一隐含假设，通常只针对单一的静态气动性能指标进行优化。即依据叶素-动量理论选择对应最大的叶尖速比作为λopt，选择最佳攻角αopt(即对应翼型升阻比最大的攻角)作为设计攻角αdgn。但低风速风力机运行于实际湍流风况时，由于大转动惯量风轮的慢动态特性，MPPT控制下风轮转速也无法实时跟踪快速波动的风速。这导致风轮在大部分时间运行在非设计叶尖速比，相应地，其上叶...
【技术保护点】
1.一种基于运行攻角偏差修正的低风速风力机叶片气动设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、设置叶片气动外形的初始参数，具体为：/n步骤1-1、根据基准风力机确定叶片的初始设计参数，包括叶片数目B、叶片半径R、轮毂半径R
【技术特征摘要】
1.一种基于运行攻角偏差修正的低风速风力机叶片气动设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、设置叶片气动外形的初始参数，具体为：
步骤1-1、根据基准风力机确定叶片的初始设计参数，包括叶片数目B、叶片半径R、轮毂半径Rhub、各叶素的翼型、弦长、扭角；根据弦长、扭角计算叶片的设计叶尖速比λopt、各叶素的轴向诱导因子a(μ)和设计攻角αdeg(μ)，其中μ为叶素的径向位置；
步骤1-2、初始化PROPID程序，需要指定的设计参数包括叶片数目B、叶片半径R、轮毂半径Rhub、设计叶尖速比λopt、各叶素的翼型、轴向诱导因子a(μ)、设计攻角αdeg(μ)；并在设计过程中保持B、R、Rhub、各叶素的翼型、a(μ)不变，仅改变λopt、αdeg(μ)；
步骤1-3、设定设计叶尖速比λopt的搜索区间；
步骤2、利用四分法搜索最优的λopt、αdeg(μ)，利用PROPID程序完成指定λopt、αdeg(μ)的气动逆设计，获得叶片气动外形参数，具体为：
步骤2-1、将当前的λopt区间等分为4连续的个子区间，生成3个新的区间边界值；
步骤2-2、从步骤2-1生成的区间边界值中任取1个作为当前叶片的λopt，依据叶素-动量理论计算对应当前λopt的各叶素最佳攻角αopt(μ)，将αopt(μ)指定为αdeg(μ)；利用PROPID程序进行气动逆设计，获得叶片的弦长、扭角；
步骤2-3、将当前叶片的气动外形参数输入Bladed软件，通过湍流风速下的动态仿真，统计各运行叶尖速比λ下的来流风能分布比率P(λ)；
步骤2-4、找到对应最大P(λ)运行叶尖速比λcrt，计算各叶素的设计攻角修正量Δα(μ)，指定αopt(μ)-Δα(μ)为αdeg(μ)，保持λopt不变，利用PROPID程序重新进行气动逆设计，获得叶片的弦长、扭角；
步骤2-5、将当前叶片的气动外形参数输入Bladed软件，通过湍流风速下的动态仿真，计算目标函数，即平均风能捕获效率Pfavg；
步骤3、判断步骤2-1中的所有区间边界值是否已经取完，若是，执行步骤4，若否，返回步骤2-2；
步骤4、判断终止条件是否满足，若满足，则执行步骤5，若不满足，则以当前最大Pfavg对应叶片的λopt值所在的子区间作为新的λopt搜索区间，返回步骤2；
步骤5、将对应Pfavg最大值的优化叶片的弦长、扭角进行平滑处理，输出气动外形参数。
2.根据权利要求1所述的基于运行攻角偏差修正的低风速风力机叶片气动设计方法，其特征在于，步骤1中，设定λopt的搜索区间为[5.0,9.0]。
3.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷明慧，高一帆，陈载宇，邹云，卜京，王静波，葛嵩林，徐畅，李阳，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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