基于多次Bezier曲线的Savonius风力机叶片优化设计

作者：丁涛; 刘继昂; 方露梦; 施正香; 刘竹青

来源：太阳能学报, 2017, 38(04): 959-965.

DOI：10.19912/j.0254-0096.2017.04.014

• Savonius风力机
• 叶片优化
• Bezier曲线
• CFD模拟

为提高Savonius风力机效率,提出一种基于多次Bezier曲线的Savonius风力机叶片设计新方法,通过调整设计公式中4个设计参数(叶片弦长L、叶片顶点偏向控制系数kx、叶片顶点高度控制系数ky、叶片头部宽度控制系数ka)来修改叶片形状;结合CFD数值模拟、正交试验、响应面法分析得到最优风轮尺寸参数及其性能特点。研究结果表明:所提出的叶片优化设计方法适用于所有Savonius风力机,优化过程直观、便捷,优化结果准确;优化后风轮的风能利用系数、扭矩系数明显提高,且风速越低,提高越明显。风速为3.0 m/s时,风轮的最大CP值增大4.2倍,最大CM值增大3.7倍,优化后的风轮更适宜在低风速下运行。

• 单位
  农业部; 土木工程学院; 中国农业大学