25％相对厚度的多兆瓦级风力机翼型优化设计研究

摘要

多兆瓦级风力机翼型设计是大型风力机叶片设计的关键技术,对于大型风力机叶片而言采用多兆瓦级风力机翼型可以有效地提高风力机的结构性能和叶片的气动效率.因而,本文应用基于代理模型和遗传算法的优化方法对相对厚度25％的风力机翼型进行单目标优化设计.基于二维雷诺平均的Navier-Stokes方程,采用耦合γ-(R)(e)转捩模型的k-ωSST湍流模型,对多兆瓦级风力机翼型绕流进行自由转捩下的数值模拟得到样本点的气动性能.以翼型设计状态下的升阻比为目标,以大迎角下的升力系数和力矩系数等为约束对翼型进行单目标优化设计,优化结果表明,优化后得到的多兆瓦级风力机翼型在满足约束条件的同时,翼型的最大升力系数较基准翼型提高了 2.05％,最大升阻比较基准翼型提高了3.92％,粗糙度敏感因子较基准翼型降低了6.37％.