1.一種考慮設(shè)計(jì)葉尖速比風(fēng)輪靜、動(dòng)態(tài)影響的風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1、進(jìn)行初始化操作,具體為:
步驟1-1、確定初始設(shè)計(jì)參數(shù),包括葉片數(shù)目B、葉片半徑R、輪轂半徑Rhub、翼型、弦長(zhǎng)和扭角,并保持葉片數(shù)目B、葉片半徑R、輪轂半徑Rhub、翼型不變;
步驟1-2、根據(jù)初始風(fēng)輪的葉片數(shù)目B、葉片半徑R、輪轂半徑Rhub、翼型、弦長(zhǎng)和扭角,初始化PROPID程序;
步驟1-3、確定設(shè)計(jì)葉尖速比λdgn的初始搜索區(qū)間范圍;
步驟2、將當(dāng)前搜索區(qū)間等分為4個(gè)子區(qū)間;
步驟3、任選一個(gè)子區(qū)間的邊界值λdgn;
步驟4、利用PROPID程序完成邊界值為λdgn的氣動(dòng)逆設(shè)計(jì),獲得葉片氣動(dòng)外形參數(shù)——弦長(zhǎng)與扭角,具體為:
步驟4-1、確定沿葉片展向的升力系數(shù)分布和誘導(dǎo)因子分布;
步驟4-2、執(zhí)行PROPID程序,獲得邊界值λdgn對(duì)應(yīng)的葉片弦長(zhǎng)與扭角;
步驟5、計(jì)算目標(biāo)函數(shù),即平均風(fēng)能捕獲效率Pfavg;
步驟6、判斷子區(qū)間邊界值是否取完,若是,繼續(xù)下一步;若否,返回步驟3;
步驟7、判斷終止條件是否滿足,如果不滿足,生成新的搜索區(qū)間,然后返回步驟2;如果滿足,則繼續(xù)下一步;所述終止條件為子區(qū)間的長(zhǎng)度小于或等于0.1;
步驟8、輸出對(duì)應(yīng)Pfavg最大值的優(yōu)化風(fēng)輪,流程結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述考慮設(shè)計(jì)葉尖速比風(fēng)輪靜、動(dòng)態(tài)影響的風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟1-3中,確定設(shè)計(jì)葉尖速比λdgn的初始搜索區(qū)間范圍為5到9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述考慮設(shè)計(jì)葉尖速比風(fēng)輪靜、動(dòng)態(tài)影響的風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟4-1中,沿葉片展向的升力系數(shù)分布為翼型最大升阻比附近對(duì)應(yīng)的升力系數(shù),誘導(dǎo)因子分布為0.3333。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述考慮設(shè)計(jì)葉尖速比風(fēng)輪靜、動(dòng)態(tài)影響的風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟5所述目標(biāo)函數(shù)為平均風(fēng)能利用率Pfavg:
Pwy=0.5ρπR2v3cos3ψ
n為一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)的采樣次數(shù),ψ為偏航誤差角,Pcap為實(shí)際功率,Pwy為功率最優(yōu)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述考慮設(shè)計(jì)葉尖速比風(fēng)輪靜、動(dòng)態(tài)影響的風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法,其特征在于,步驟7中新的搜索區(qū)間為以當(dāng)前Pfavg對(duì)應(yīng)的λdgn為區(qū)間中點(diǎn),左右區(qū)間長(zhǎng)度為當(dāng)前長(zhǎng)度二分之一的區(qū)間。