基于拓扑优化的结构参数对风力机叶片性能影响分析

简介

目前大型风力机叶片拓扑优化与结构参数设计相互脱节,导致拓扑优化结果不能很好地指导叶片结构参数设计。针对这一问题,以Sandia 5 MW叶片作为研究对象,采用拓扑优化方法寻找多工况作用下叶片的最佳材料分布。提取叶片主梁宽度、主梁偏移和腹板偏移角(主梁错位角)3个主要结构参数,分析各参数对叶片性能的影响。结果表明主梁在距叶根约1/3处最宽,然后沿着叶片长度逐渐减小;5°左右腹板偏移角可提升叶片整体一阶固有频率及叶片位移性能;同时叶片一阶固有频率主要受襟翼方向的刚度影响。