随着风电发电技术的不断发展,对风力机的各项性能要求越来越高,气动噪声问题已成为风电行业研究的关键方向。以提高叶片的气动性能和降低噪声为设计目标,基于改进的Hicks-Henne型函数优化翼型结构方程,并结合多目标粒子群优化算法,对S8035翼型进行优化设计;利用Xfoil软件对优化后的翼型进行评估计算,并对其气动噪声和流动特性进行模拟仿真。分析结果表明优化后的叶片具有更好的气动特性和更低的噪声特性,验证了该设计方法的可行性。

文章基于翼型结构气动力分布准则,推导了翼型结构表面的气动力场函数,并通过MSC.Patran/MSC.Nastran仿真模拟加载,验证了场函数的真实有效性。

基于对旋通风机的关键叶片结构,采用有限元分析的方式对不同的翼型结构性能进行分析。分析认为,NACA翼型结构产生的涡流较小,气动性能要优于LS翼型结构。对NACA翼型结构的静力学特性进行进一步的分析,发现NACA翼型的应力及变形量较小,对通风机的性能起到优化的作用,可以提高通风机的稳定性,保证矿井的通风安全。

针对机翼三维结构拓扑优化方法在工程实际应用中的气动-结构耦合问题,开发了一种在机翼翼型表面直接加载气动载荷的三维拓扑优化方法.用更接近真实工程的约束和载荷条件进行结构拓扑优化,便于考虑不同翼型之间气动载荷的差异,并兼顾拓扑优化方法的载荷敏感性;利用MATLAB编写自动网格划分、施加约束和载荷、求解优化的结构分析程序,实现气动-结构分析统一模型;最后通过实例验证了方法的可行性及有效性.结果表明该方法为载荷敏感的拓扑优化方法更精确得到符合实际工况的优化结果提供了一种实用的方案;并对于气动-结构耦合三维拓扑优化方法进行了原理性的探索研究.