风力机叶片三维设计与混合参数化建模方法研究

摘要

为实现风力机叶片的三维参数化设计与建模,建立了包含风力机翼型轮廓线以及弦长分布和扭角分布的混合参数化数学模型.用综合翼型泛函集成理论与Bezier曲线拟合的混合建模方法,以拟合标准偏差最小为目标,对风力机翼型形状函数参数的最优值进行迭代求解,同时对弦长分布和扭角分布进行修正和参数化表达,从而获得了更加光顺的风力机叶片外形.以设计1.2kW小型风力机叶片为例,根据叶片不同部位的工况要求采用3种风力机专用翼型,基于叶素风能利用系数最大化方法获得了风力机几何参数,并用58个参数对风力机叶片进行了参数化建模.研究表明,混合建模方法在满足几何精度要求的前提下可以用较少的参数完成风力机叶片的参数化表达.