摘要：在前期工作的基础上,进一步完善复合材料风力机叶片气动/结构一体化优化设计模型。优化的目标是降低叶片的质量,优化的约束考虑了额定风速下的输出功率、变形和极限工况下的强度与变形,优化设计变量包括气动和结构两个学科的设计变量。采用贝塞尔曲线来控制叶片的弦长与扭角分布,保证优化后叶片外形的光滑性。直接基于CEA软件Abaqus二次开发功能对叶片进行三维参数化建模,避免了CAD软件与CAE软件接口不兼容的问题。气动分析采用叶素动量理论,考虑了叶尖损失和轮毂损失。结构分析采用有限元法,在Abaqus软件上实现。优化算法采用全局搜索能力较强的多岛遗传算法。在优化过程中,采用基于优化拉丁方的试验设计点建立RBF代理模型来代替结构分析模型,整个优化任务在iSIGHT软件上实现。最后用一个实例对本文的方法加以验证,结果表明贝塞尔曲线有效的保证了气动外形优化结果的光滑性,通过采用RBF模型大大降低了计算成本,优化效率较高,对实际工程设计具有较强的参考意义。
