风力发电机叶片三维模型重构及气动特性分析
2014-11-22赵尚红尹喜云戴巨川
机械工程师 2014年1期
赵尚红,尹喜云,戴巨川
(湖南科技大学 机电工程学院,湖南 湘潭 411201)
0 引言
风电作为新能源,因其自身的清洁环保性和可持续性而有着广阔的发展前景和提升空间。叶片是整个风力发电装置中的关键部件之一,它的几何形状直接影响着风力发电机的效率、可靠性、噪声的大小,以及风力发电机的使用寿命。在风力发电机叶片的设计过程中,为了满足各项气动性能的要求,叶片的表面通常设计成复杂的扭曲面,整个设计过程非常复杂。风力发电机叶片形状是影响其气动特性的关键因素,为了引进和吸收先进的风力发电机叶片设计技术,采用反求技术对其三维几何模型进行反求重构。在流体分析软件Fluent 中对其攻角和风速之间的流场情况做了仿真分析,得出了不同攻角下的流场情况,对相关的气动参数进行了分析。
1 叶片表面的三维测量
以某公司的2kW 风力发电机叶片为研究对象,采用Brown&Sharpc 公司生产的Brown&Sharpc GLOBAL 三坐标测量机(CMM)对该风力发电机叶片进行三维曲面测量,测头半径为1mm,测量精度为1μm,测量软件为PC-DMIS。应用三坐标测量机对风力发电机叶片表面进行三维测量之前,必须对测量路径进行规划,其主要目的是:1)使测头以尽可能短的测量路径安全、高效地测量待测曲面;2)测量过程中测量机的测头从上一个测量点移至下一个测量点时不与被测物体发生干涉,并且测量路径应覆盖整个被测曲面[1]。测量路径的规划将直接影响测量效率和三维几何模型重构的精度。……
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