研究了无源气动弹性剪裁的概念，以最大限度地提取在均匀流场中旋转的NREL 5 mw风力涡轮叶片的功率，其中一个具有周期边界条件的单叶片模拟了一个三叶风力涡轮转子。变角丝束复合材料模拟了变截面风力涡轮叶片的设计，实现了气动载荷作用下的弯扭耦合变形。采用约束优化算法，只改变复合材料纤维沿叶跨的角度，确定从切入到额定风速四种均匀入流条件下复合材料纤维的最优分布。计算流体动力学求解器CRUNCH CFD®和商用有限元分析求解器Abaqus分别计算叶片的静气动载荷和结构变形，直至达到气动弹性收敛。计算得到的气动弹性公式预测，当叶片在接近切入风速时优化，涡轮功率提取最多可增加14%，在额定风速时优化可增加7%。利用在离散风速下的优化结果，评估了两种桨叶设计策略，以确定在运行风速范围内最大限度地提高功率输出的桨叶的单一复合铺层。
——文章发布于2019年8月
