考虑可变俯仰角的垂直轴风力机翼型优化设计方法_中国煤炭行业知识服务平台

考虑可变俯仰角的垂直轴风力机翼型优化设计方法

作者

印四华朱成就莫抒志张明康汪泉陈戈
单位

广东海洋大学机械与能源工程学院佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院湖北工业大学机械工程学院广东海洋大学机械工程学院
摘要

针对设计垂直轴风力机翼型时普遍将俯仰角（θp）设定为固定值,导致不能很好地发挥翼型的气动性能的问题,文章首先提出了一种考虑可变θp的垂直轴风力机设计方法,并将其应用于翼型优化;然后,基于制动圆柱理论不断迭代计算其功率系数（Cp）,以极大功率系数直接作为目标函数,利用遗传算法耦合RFOIL软件优化翼型廓线与θp分布;最后,优化得到垂直轴风力机新翼型VAWT250。与参考翼型AIR001相比,无论是光滑条件,还是粗糙条件,新翼型的气动性能具有明显提升,尤其是粗糙条件,其最大升力系数与升阻比分别提升了16.1%和17.1%;在粗糙条件下,考虑俯仰角时,风力机的最大Cp提高了6.81%。该结果对垂直轴风力机翼型的优化设计具有一定的指导意义。
关键词

垂直轴风力机翼型俯仰角制动圆柱理论功率系数
基金项目(Foundation)

广东海洋大学科研启动经费资助项目（360302022202）；湛江市科技计划项目（2024B01062）；国家自然科学基金面上项目（51975190）；
文章目录

0 引言
1 制动圆柱模型
2 VAWT翼型表达
3 优化数学模型
3.1 目标函数
3.2 设计变量及约束条件
3.3 优化算法及流程
4 优化结果评价
5 结论
引用格式

[1]印四华,朱成就,莫抒志,等.考虑可变俯仰角的垂直轴风力机翼型优化设计方法[J].可再生能源,2025,43(01):54-60.