与传统的叶片设计相比,双翼风力涡轮机叶片已显示出具有改善的结构性能,空气动力学性能和降低的空气动力学负荷。在此,首次量化这些因素对叶片质量的影响。这项工作的目的是量化为实际负载而设计的双翼风力涡轮机叶片的质量,并了解此类叶片的质量驱动约束。使用数值优化方法来设计双翼飞机风力涡轮机叶片的内部结构,从而使叶片质量最小化,这要受到许多设计要求的约束。质量的降低非常显着,表明最佳的双翼飞机的叶片比类似优化的单翼飞机的叶片轻45%以上。这主要是由于与单翼飞机叶片相比,翼片偏转能力得到了改善,这使得双翼飞机中使用的翼梁帽材料大大减少。还显示了双翼叶片对边缘疲劳损伤的抵抗力得到了提高,所需的后缘加固较少。考虑到如此大的质量减少,需要一些关键性,并讨论了本方法的局限性。优化的结果提供了有力的证据,表明双翼风力涡轮机叶片可能是下一代更轻,更大,更具成本效益的风力涡轮机叶片的可行概念。
——文章发布于2020年3月