优化风力机翼型提升气动性能设计方法

本文主要探讨了"以风轮气动性能为目标的风力机翼型优化设计"这一关键领域，发表于2011年10月的《南京航空航天大学学报》第43卷第5期。作者丁力、陆志良和郭同庆在江苏省风力机设计高技术研究重点实验室的背景下，提出了创新的设计方法，旨在改进风力发电机叶片的气动特性，以提升风力机的性能。 研究的核心在于对现有风力机翼型的优化，特别关注其最大厚度位置，通过调整这个区域的外形，来改善翼型的气动特性。设计者采用了非定常（N-S）方程来模拟翼型在不同速度下的流场行为，以评估其在不同风速下的气动性能，如切向力和法向力。切向力的增强有助于提高风力机的捕获风能效率，而法向力的减小则有利于减少风阻和振动，从而降低机械负载。 文中以DU93W210翼型为例，针对该翼型存在的气动性能矛盾，即在追求高效的同时可能带来的阻力问题，研究团队针对实际应用的需求，运用二维线性插值的优化策略，寻找最佳的翼型形状和参数组合。这种多目标优化方法允许在满足不同性能指标之间找到平衡点。 实验结果显示，这种方法在满足不同风力机性能需求的情况下都能展现出良好的优化效果。关键词包括风力机翼型、气动特性、N-S方程以及多目标优化，这表明作者不仅关注理论研究，也注重将这些理论应用到实际工程设计中，以提升风力发电系统的整体效能。 这篇论文为风力机翼型的设计提供了实用的优化框架，对于提高风力发电系统的经济性和可靠性具有重要的工程价值。通过结合数学模型和实践经验，该研究为风力能源领域的工程师们提供了一种有效的方法来定制更适合特定应用场景的翼型，以适应不断变化的环境和性能要求。