基于混合改型理论的风力机翼型参数化方法

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1、第47卷第5期机械工程学报Vol.47No.52011年3月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGMar.2011DOI：10.3901/JME.2011.05.143*基于混合改型理论的风力机翼型参数化方法11211陆群峰陈进王旭东张石强程江涛(1.重庆大学机械传动国家重点实验室重庆4000303；2.重庆工商大学机械工程学院重庆400067)摘要：翼型的参数化表达方法是风力机翼型优化设计理论中最基础的部分。基于此，研究由基于泛函的儒科夫斯基变换理论建立的翼型参数化集成表达方法和SOBIECZKY尾缘改型方法在优化过程中的特点与不

2、足，提出一种混合式尾翼型缘改型方法。建立采用最优保存策略的遗传算法优化模型，以Xfoil作为目标函数流体力学求解器，使用涉及的几种参数化方法，对RAE2822和NACA63215初始翼型进行优化设计。优化结果表明，混合式尾缘改型方法有效地克服了上述泛函变换方法和SOBIECZKY尾缘改型方法的不足之处，其与泛函变换方法的结合能够全面而有效地控制翼型，特别是尾缘部分的形状，优化所得的翼型具有良好的气动性能。关键词：翼型参数化尾缘改型方法遗传算法中图分类号：TK83ParameterizationofAirfoilProfilesforWindTurbine

3、sBasedonHybridModificationTheory11211LUQunfengCHENJinWANGXudongZHANGShiqiangCHENGJiangtao(1.StateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity,Chongqing400030;2.CollegeofMechanicalEngineering,ChongqingTechnologyandBusinessUniversity,Chongqing400067)Abstract：Parameteri

4、zationmethodsforairfoilprofilesaremostbasicinoptimizationtheoriesofwindturbineblades.AparameterizationmethodbasedonTrajkovskitransformandatrailingedgemodificationmethodnamedSOBIECZKYmethodareinvestigated.Toovercomeshortcomingsofthesemethods,ahybridtrailingedgemodificationmethodis

5、proposed.Ageneticalgorithmoptimizationmodelisconstructedfortheairfoiloptimizationbyusingthesemethods,whichtakesRAE2822andNACA63215astheinitialairfoils,andalsoadoptsoptimalpreservationstrategy.AirfoilflowfieldanalysisismadebyusingXfoil.Theresultsshowthatthehybridmodificationmethod

6、effectivelyovercomesshortcomingsofTrajkovskitransformandSOBIECZKYmethods.CombinedwiththeTrajkovskitransformmethod,thehybridmodificationmethodcancontroltheairfoilprofilesroundlyandeffectively,especiallythetrailingedgeshape.Theairfoiloptimizedfromthecombinationshowsafavorableaerody

7、namicperformance.Keywords：AirfoilprofilesParameterizationTrailingedgemodificationmethodsGeneticalgorithm型的参数化表达方法又是叶片翼型优化设计理论中*0前言最基础的部分。翼型参数化表达方法首先应具备完备性，即能够在有效范围内尽可能完备地表示可能[1]风力机叶片的翼型形状对风力机的性能有很的翼型；同时应具备可控性，即控制变量能够有大的影响，其设计理论是决定风力机功率特性的根效地控制所表达翼型的具体形状，并且这些控制变本因素。而表征翼型型线本质特征的根本因

8、素——翼量不能够太过复杂。目前较为常用的参数化方法有B样条方法和PARSEC方法