《湍流入口下神经网络和气动弹性涡旋法设计优化弯曲风力机叶片》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2019-08-07
  • 本文描述了神经网络在使用具有合成流入湍流的气动弹性模拟器进行弯曲风力涡轮机叶片设计优化中的应用。使用涡旋粒子方法,其中风力涡轮机叶片由升力线理论表示,而风力涡轮机结构动力学使用基于有限元多体的方法建模。神经网络与基于梯度的优化器一起允许在复杂的气动弹性风力涡轮机仿真场景中快速设计新的弯曲风力涡轮机叶片。与直刀片设计相比,从神经网络中找到的刀片设计增加了预弯和扫掠。它平均产生的功率大约增加1%,转子上的平均推力略微增加0.02%。这项研究表明神经网络可以有效地设计风力涡轮机转子叶片涉及复杂的气动弹性模拟情景与湍流流入条件。进一步的工作可以改善神经网络的预测能力以及优化设计的性能。

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    • 编译者:pengh
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    • 风力涡轮机的效率会大大降低,使设计条件大大降低,这对于固定螺距、恒速的小型设备和在高度可变风环境下工作的设备来说尤其麻烦。自适应结构设计的最新进展提出了一个新的涡轮概念,采用连续形状变形,使涡轮能够更有效地适应可变条件。这种变形叶片可以增加能量捕获,并帮助小型风力涡轮机通过在大范围风速和转速比下提高效率变得更加经济可行。本文通过实验和数值分析验证了柔性变叶涡轮的实用性。实验比较了一个刚性叶片原型设计和一个相同的柔性设计,共有18个数据集,包含230个数据点。实验结果表明,柔性设计优于刚性设计,特别是在负载条件较差的情况下。所有情况下,最大修正功率系数均增加,最高达32.6%。在大多数情况下,操作范围也增加了,在刚性叶片设计上最多增加了34.5%。这些结果表明,柔性设计比刚性设计产生更大的功率,特别是在条件不理想的情况下。 ——文章发布于2019年3月
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