[发明专利]一种风力机叶片抗颤振翼型簇设计方法

权利要求书

1.一种风力机叶片抗颤振翼型簇设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：翼型表达

对原有翼型添加形状扰动函数来表达新的翼型；

S2：颤振临界速度影响因素分析

对风机叶片进行敏感性分析，得到颤振临界速度影响因素，提高颤振临界速度影响因素中的扭转刚度以提高抗颤振性能；

S3：选择约束条件

确定翼型的约束条件为厚度约束条件与升阻比约束条件；

S4：确定翼型目标函数

将翼型在攻角α₀下的升阻比与翼型的极惯性矩I作为目标函数，通过采用多目标遗传算法对风力机叶片翼型进行优化设计。

2.根据权利要求1所述的一种风力机叶片抗颤振翼型簇设计方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述原有翼型为荷兰DU翼型系列中的DU35。

3.根据权利要求1所述的一种风力机叶片抗颤振翼型簇设计方法，其特征在于：在所述步骤S1中，在原有翼型基础上添加形状扰动函数，保证X轴坐标不变，得到新翼型的型值点坐标：

上翼面翼型的型值点坐标：

y_u(i)＝y_ou(i)+Δy_u(i)

x_u(i)＝x_ou(i)

下翼面翼型的型值点坐标：

y_l(i)＝y_ol(i)+Δy_l(i)

x_l(i)＝x_ol(i)

其中，y_u(i)代表新翼型上翼面第i个点的纵坐标，y_ou(i)代表原有翼型上翼面第i个点的纵坐标，Δy_u(i)代表上翼面第i个点的形状扰动函数，y_l(i)代表新翼型下翼面第i点的纵坐标，y_ol(i)代表原有翼型上翼面第i个点的横坐标，Δy_l(i)代表下翼面第i个点的形状扰动函数；x_u(i)代表新翼型上翼面第i个点的横坐标，x_ou(i)代表原有翼型上翼面第i个点的横坐标，x_ol(i)代表原有翼型下翼面第i个点的横坐标。

4.根据权利要求3所述的一种风力机叶片抗颤振翼型簇设计方法，其特征在于：上、下翼面形状扰动函数如下：

上翼面形状扰动函数：

下翼面形状扰动函数：

其中，下标u和l分别代表上翼面和下翼面，i代表翼型型值点索引，k与f(k)分别是控制翼型厚度与弯度分布关键点变量的个数与系数，g为给点矢量，g为给点矢量，f(k)代表Hicks-Henne型函数，ξ和η为指数因子。

5.根据权利要求1所述的一种风力机叶片抗颤振翼型簇设计方法，其特征在于：在所述步骤S2中，翼型的扭转刚度表达式如下：

其中，G为剪切模量，R为翼型所在界面距离叶根的半径，I为翼型极惯性矩。