基于Matlab與Solidworks方法的風力機葉片優化設計

2014-11-19 張明輝 山東科技大學

  為了提高風力機把風能轉化為機械能的效率,本文依照Wilson 優化設計方法得出風力機葉片優化設計的數學模型,并以Matlab 軟件為工具編寫出葉片設計的計算程序;邳c的坐標的幾何變換理論,對翼型坐標數據進行三維坐標變換,計算出葉片各點的三維坐標。用三維建模軟件Solidworks 進行精確的三維建模。該方法為風力機葉片和其它相似復雜形體的三維建模提供了依據,為葉片進一步分析奠定了基礎。

  隨著石油、煤炭、天然氣等傳統能源日益枯竭和價格不斷上漲,風能作為一種清潔的可持續能源,越來越引起人們的關注[1]。其中,風力發電已成為目前最具規模化開發條件和商業化發展前景的發電方式。設計風力機時,風輪的葉片外形設計非常重要,因其直接關系到風力機能否獲得所希望的功率。本課題依照Wilson 方法,基于Matlab 軟件對風力機的葉片幾何外形各參數進行求解,根據齊次坐標變化原理將翼型二維坐標轉換為三維坐標,最后用Solidworks 軟件進行三維建模。

  本文選用NACA2412 翼型,基于Matlab 軟件,結合Wilson 優化設計方法對葉片各葉素的弦長和安裝角進行了精確求解。然后利用Excel 辦公軟件采用齊次坐標轉換的方法對翼型二維坐標進行轉換,得到空間三維坐標( x,y,z) . 最后應用solidworks 軟件繪出葉片實體模型。此過程簡單、通用性強、易于進一步分析,為葉片和其他復雜實體建模提供了新思路。