一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法及系统技术方案

本发明专利技术属于计算机辅助设计技术领域，提供了一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法及系统，按照获取风力发电机的三维模型，在三维模型上进行网格划分获得若干个表面分块；搜索各个表面分块中的振动位移异常的表面分块作为待紧凑块；依次对各个待紧凑块进行紧凑化处理从而获得紧凑后的三维模型，智能的根据压力值和振动位移动态调整厚度发电机厚度增加，使三维模型的厚度呈现最大均衡化均衡从而减少在发电机的高速运转之下失速现象，提高根据三维模型生产的发电机的使用寿命，从而提高风力发电机的性能和结构稳定性，提高发电机的寿命和出力稳定性。的寿命和出力稳定性。的寿命和出力稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法及系统


[0001]本专利技术属于计算机辅助设计、三维图像处理
，具体是一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，对于风力发电机的三维模型设计中，早期的风力发电机组的叶片一般采用航空翼型，而风力发电机的受载环境恶劣，如果设计的受力不均衡很容易产生安全性问题，由于要考虑运输和安装，风力发电机一般是采样多段拼接式，厚度都比较低，进一步对安全性问题产生了挑战，风力发电机组翼型为了满足强度要求，需要翼型有较大的最大厚度。然而如果厚度增加，则会使风力发电机的翼型的失速角的缓和的失速特性的概率减小，在发电机的高速运转之下其翼型的最大升力容易失去控制，造成发电机的叶片出现失速现象，从而严重影响风力发电机的性能和稳定性，容易减少发电机的寿命和出力稳定性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]为了实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1，获取风力发电机的三维模型，在三维模型上进行网格划分获得若干个表面分块；S2，将三维模型导入有限元分析软件中，在给定风速边界条件下进行流场分析获取三维模型的表面风压分布作为标准分布压力；S3，在不同的风速条件下，将标准分布压力加载到三维模型上从而获取得到在不同平均风速作用下各个表面分块的振动位移；S4，搜索各个表面分块中的振动位移异常的表面分块作为待紧凑块；S5，依次对各个待紧凑块进行紧凑化处理从而获得紧凑后的三维模型。2.根据权利要求1所述的一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法，其特征在于，在S1中，获取风力发电机的三维模型的方法为：通过Rhino3D软件、3DS MAX软件或者SolidWorks软件建立风力发电机的三维模型，或者，通过三维扫描仪对风力发电机进行扫描获得三维模型。3.根据权利要求1所述的一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法，其特征在于，在S1中，在三维模型上进行网格划分获得若干个表面分块的方法包括： 通过Delaunay三角剖分、四边形网格划分、Loop细分算法中任意一种进行在三维模型上进行网格划分获得若干个表面分块，其中，三维模型和表面分块由像素点构成。4.根据权利要求1所述的一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法，其特征在于，在S2中，将三维模型导入有限元分析软件中，在给定风速边界条件下进行流场分析获取三维模型的表面风压分布作为标准分布压力的方法包括：三维模型导入、曲面切分、网格划分、网格属性定义；设置材料参数、几何属性、边界条件、载荷条件、定义单元的连通性；其中，对三维模型进行网格划分的方法为Delaunay三角剖分。5.根据权利要求1所述的一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法，其特征在于，在S3中，不同的风速条件为风速为5到40 m/s的风速范围中至少一个风速值。6.根据权利要求1所述的一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法，其特征在于，在S4中，搜索各个表面分块中的振动位移异常的表面分块作为待紧凑块的方法为以下步骤：根据表面风压分布获取各个表面分块中所有像素点的位置对应的压力值，以每个表面分块中压力值最大的像素点的位置的振动位移为MaxF，判断MaxF是否表面分块中的各个像素点的位置的振动位移中的最大值，如果否，则标记该表面分块为待紧凑块。7.根据权利要求6所述的一种基于计算机辅助的风力发电机优化设计方法，其特征在于，在S4中，如果是，则标记该表面分块为待判断块；对各个待判断块进行进一步判断如下：以WF为待判断块的几何中心点在二维坐标系上的投影点位置，搜索与待判断块相邻的各个表面分块中MaxF的值最大的表面分块记为压力延伸块；以WEX为压力延伸块的几何中心点在二维坐标系上的投影点位置，以从WF到WEX的方向作为二维风压向；以表面分块或待判断块或压力延伸块在二维坐标系上的投影y轴的最大值记为的最高点，最小值记为的最低点；以待判断块的最高点A1和压力延伸块的最高点A2两点连成的直线为LH；以待判断块的最低点B1和压力延伸块的最低点B2两点连成的直线为LW；在二维坐标系上由直线LH和LW之
间的区域构成压力延伸区域EXare；从待判断块的位置开始沿着二维风压向依次搜索在二维坐标系上的投影在Exare内部的各个表面分块，由搜索到的不满足压力延伸终止条件的各个表面分块构成搜索路径，当搜索到满足压力延伸终止条件的表面分块时停止搜索，并将搜索路径中所有的表面分块记为待紧凑块；其中，压力延伸终止条件为：FE(Block(i
‑
1))＞FE(Block(i))且FE(Block(i))＜FE (Block(i+1))，其中，Block(i)为从待判断块的位置开始的沿着二维风压向的在二维坐标系上的投影在Exare内部的第i个表面分块，i为表面分块的序号；FE()函数为取表面分块内各个像素点的位置的压力值的平均值；或者，压力延伸终止条件为：Blance(Block(i
‑
1))≤Blance(Block(i))≤Blance(Block(i+1))；其中，Blance()函数为取表面分块的压力均衡值，表面分块的压力均衡值PB为从第1个表面分...

【专利技术属性】
技术研发人员：许媛媛，贾小平，安连彤，孙成琪，郝康，纪然，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：