风力机弧形叶片参数化及气弹特性分析研究北大核心CSCD

为了满足自适应叶片的发展,文章提出了一种弧形叶片的参数化方法。该方法基于微分几何曲线理论,结合Bézier曲线和直叶片的参数化方法,达到了由控制点来控制弧形叶片几何外形的目的。基于弧形叶片的特点,将二维叶素理论转换到弧形叶片的截面上,并进行气动载荷计算,从而改进了叶素动量理论(BEM)。以NREL5MW风力机叶片为基准叶片,通过控制空间参考线控制向量可以得到具有预弯/扫掠特性的弧形叶片。结合改进的BEM理论和气动弹性理论,研究了该弧形叶片与参考叶片的气弹特性。研究结果表明:相比常规叶片,具有预弯/扫掠特性的弧形叶片能够有效地降低叶片的疲劳载荷和变桨载荷。该结果为设计具有减载功能的自适应叶片提供了一种可行的思路。