论文题目: 风力机叶片的优化设计及其动力学特性分析
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 刘翠
导师: 李风
关键词: 优化设计,复合形法,动力学特性分析,有限元法
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 风能是一种可再生的清洁能源,世界各国都在重点开发,开发的重点是利用风力发电机将风能转换成电能。风能在转换成电能的过程中,只降低了气流的速度,没有给大气造成任何污染。用风力发电,可减少常规能源的消耗,对保护环境和生态平衡,改善能源结构具有重要意义。本文主要研究了以下内容: (1)以NM600kW 水平轴风力机发电机为例进行总体优化设计的研究。首先,确定优化的性能指标为风力发电机全年的能量输出;其次,在了解风力机理论和叶片结构的基础上,对叶片进行划分,取得11 个截面,并确定选取能够改变叶片外形的设计参数;再次,确定设计变量的约束条件和目标函数;最后,根据实际情况选择恰当的收敛精度。(2)在完成上面的步骤之后,选择复合形法来搜索优化设计中的最优点,并且用FORTRAN 90 语言来编写优化程序,在Visual FORTRAN 环境下,调试优化程序。(3)以FD2-300kW 水平轴风力发电机为例进行结构动力学特性分析的研究。首先,在了解有限元法和ANSYS 软件的基础上,已知风力机的几何参数,建立叶片的实体模型;其次,利用ANSYS 软件划分网格,建立叶片的有限元模型;最后,对有限元模型进行模态分析。
论文目录:
第1章 绪论
1.1 国内外风力发电发展动向和现状
1.1.1 国外风电发展
1.1.2 国内风电发展
1.1.3 风力发电机的生产及运行情况
1.2 风电机组的技术发展前景
1.3 风力机的类型简介
1.3.1 水平轴风力机
1.3.2 垂直轴风力机
1.4 课题研究的内容及意义
1.4.1 研究课题的对象和内容
1.4.2 课题实现的方法和途径
1.4.3 研究课题的意义
1.5 本章小结
第2章 风力机理论
2.1 风力机的基础理论
2.1.1 风能的计算
2.1.2 贝茨理论
2.1.3 风力机的特性系数
2.1.4 翼型的几何参数和空气动力特性
2.1.5 简化的风力机理论
2.1.6 涡流理论
2.2 风速的理论研究和估算
2.2.1 风速的数学表达式
2.2.2 风力机特征风速的推导
2.3 本章小结
第3章 最优化设计方法
3.1 最优化方法简介
3.1.1 数学模型
3.1.2 最优化问题数学模型的构成
3.2 约束优化——复合形法
3.2.1 初始复合形的形成
3.2.2 搜索方法
3.2.3 风力机优化的计算步骤
3.3 风力机叶片的数学模型
3.3.1 选模基础
3.3.2 数学模型
3.3.3 优化计算
3.4 本章小结
第4章 风力机叶片有限元分析基础
4.1 有限元法简介
4.2 有限元法理论基础
4.2.1 概述
4.2.2 变分学(Calculus of Variation)
4.2.3 加权余量法(Weighted Residual Method)
4.2.4 有限元分析基本方程
4.3 有限元解的收敛性和稳定性
4.3.1 有限元解的收敛准则
4.3.2 收敛性和稳定性
4.4 本章小结
第5章 优化设计和动力学特性分析
5.1 优化设计
5.1.1 背景基础
5.1.2 优化模型
5.1.3 设计流程与实例
5.2 动力学特性分析
5.2.1 计算模型
5.2.2 分析结果
5.2.3 模型对结果的影响
5.3 本章小结
第6章 全文总结
参考文献
摘要
ABSTRACT
致谢
导师及作者简介
导师简介
作者简介
发布时间: 2005-08-26
参考文献
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- [4].基于计算机视觉的风力机叶片缺陷诊断研究[D]. 张磊.华中科技大学2013
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