大型风电长叶片气动外形的高效低载三维设计

作者：姚叶宸; 黄典贵^*

来源：上海理工大学学报, 2023, 45(06): 584-590.

DOI：10.13255/j.cnki.jusst.20220423007

• 风电叶片
• 翼型优化
• 气动效率
• 气动载荷
• 遗传算法

海上风力机等大型风电设备叶片较长，所承受气动载荷较大，易产生变形，影响气动性能和运行稳定性。针对这一问题，以美国NREL实验室的5 MW大型风电叶片为例，对其进行以各截面翼型形线、安装角及额定功率下桨距角为设计变量的高效低载三维优化。优化基于动量叶素理论和多岛遗传算法，以叶根弯矩最低和风能利用率最大为优化目标，并将优化叶片与原始叶片于变桨、变风况下的气动性能进行对比。结果表明：在设计工况下，相较于原始叶片，优化叶片在保证高气动效率的同时叶根弯矩降低了5%；变风况条件下，变桨前优化叶片的风能利用率平均提升了1%，叶根弯矩平均降低了5.8%，变桨后优化叶片的叶根弯矩平均降低了4%。

• 单位
  上海理工大学