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1、I1MW风力机叶片气动外形优化设计摘 要随着化学燃料的日益枯竭和人类对全球环境的恶化倍加关注，各国积极开发各种可再生能源。风能是可再生能源中发展最快、最具有大规模开发和商业化发展前景的可再生能源。因此，世界各国都积极发展风力发电。风力机的主要组成部分是叶片。风力机叶片的气动外形决定其转换风能的效率，因此在风力机的设计中，叶片气动外形的优化设计具有重要的地位。设计优良的叶片是使风力机获得最大风能利用系数和良好经济效益的基础。本课题基于 Glauert 模型和 Wilson 模型进行 1MW 风力机叶片气动外形优化设计；借助 MATLAB 语言计算出叶片的弦长、扭角等结构参数，并将两种模型进行比较
2、分析；利用 excel 进行数值计算，得出叶片三维空间实际坐标；通过 SolidWorks 绘图软件进行三维实体建模；最后利用 MATLAB 语言进行优化设计程序开发，开发出较通用的叶片气动优化设计程序。关键词：风力机；叶片优化设计；气动性能；三维造型；程序开发IIThe Blade Aerodynamic Optimum Design OfThe 1MW Wind TurbineAbstractWith exhaustion of chemical fuel and peoples increasing attention toward global environmental deteri
3、oration, countries all around the world are enthusiastic in the exploration of renewable energy. Wind power, however, is the one kind of renewable energy with rapid development, large-scaled exploitation and brilliant foreground. Hence, countries endeavor to boost the development of wind power. The
4、most important part of wind turbine is the blade. Whilst in the design of wind turbine, blade is very significant since its shape determines its working efficiency. The perfection of blade laid a foundation of the acquisition of more wind power and better economic benefits. Based on Glauert Model an
5、d Wilson Model, this project is to optimize the blades design of wind turbine 1MW. MATLAB is used to calculate configuration parameters like chord length and torsion angle of the blades, with which a comparison and analysis of these two models will be progressed. In order to get blades three dimensi
6、onal coordinates, excel is utilized in calculation. Besides, SolidWorks are in application in model building. Finally, MATLAB contributes again in the optimization of the design procedure to make it practical and simple.Keywords：Wind Turbine; blade optimum design; pneumatic performance; 3D modeling;
7、 Application developmentIII目 录1. 绪 论 .11.1 研究的背景和意义 .11.2 国内外研究现状及发展前景 .11.2.1 国外风力发电概况 .11.2.2 国内研究概况及前景 .21.3 研究目标及论文的主要研究工作 .21.3.1 论文研究目标 .21.3.2 论文主要研究工作 .32.风力机基础概念及理论 .42.1 风力机性能参数 .42.1.1 风力机类型 .42.1.2 风轮直径 D .42.1.3 风轮叶片数 B.42.1.4 风能利用系数 .52.1.5 叶尖速比 .52.1.6 设计风速 v.52.1.7 设计实度 .62.2 风力机基本理论 .62.2.1 风能转换的轴动量理论 .62.2.2 叶片翼型理论 .82.2.3 叶素动量理论 .103.风力机叶片优化设计 .133.1 风力机优化设计方法 .133.1.1 Glauert 优化设计方法 .133.1.2 Wilson 优化设计方法 .143.1.3 两种设计模型的比较 .
