基于样条插值的风力机叶片建模

基于UG的风力机叶片三维建模陈容满　王　茶　蔡泽昱　罗永新　周文平（六盘水师范学院物理与电气工程学院，贵州　六盘水　553000）摘　要：叶片是风力机中最基础和最关键的部件，会对风力机性能产生重要的影响。

本文从叶片各个截面的翼型出发，采用UG软件对WindPACT1.5MW风力机的叶片进行三维建模。

关键词：风力机；叶片；翼型；UG；三维建模风力机是以自然风为动力的原动机，其外部结构主要由叶片、轮毂、机舱和塔架组成。

风力机叶片的结构对空气绕流场及气动载荷具有较大的影响[1]。

在风力机气动性能及结构载荷分析过程中，叶片的三维建模是最基础的环节。

但是，叶片的截面形状复杂,特别是在翼展方向还存在扭转角和渐变的弦长，因此三维建模比较困难。

本文将借助UG软件的实体化曲面处理能力，从叶片各个截面翼型的原始二维坐标数据出发，构造出叶片截面翼型的样条曲线,然后建立风力机叶片的三维实体模型。

本文的三维建模方法具有高效和准确的特点，能够为后续风力机气动性能及结构载荷分析提供基础和指导。

一、1.5MW风力机叶片主要参数本文对WindPACT 1.5 MW风力机进行三维建模。

该风力机为美国国家可再生能源实验室（NREL）设计的参考风力机，转子半径为35m。

该风力机不同截面高度的扭转角、弦长、翼型等参数如表1[2]。

表1　叶片翼型参数表Distributed Blade Aerodynamic Properties for the WindPACT 1.5-MW ModelNode (-)RNodes(m)AeroTwst(°)DRNodes(m)Chord(m)Airfoil(-)1 2.8583311.10 2.21667 1.949Cylinder.dat2 5.0750011.10 2.21667 2.269S818_2703.dat 37.2916711.10 2.21667 2.589S818_2703.dat 49.5083310.41 2.21667 2.743S818_2703.dat 511.725008.38 2.21667 2.578S818_2703.dat 613.94167 6.35 2.21667 2.412S818_2703.dat 716.15833 4.33 2.21667 2.247S818_2703.dat 818.37500 2.85 2.21667 2.082S828_2103.dat 920.59167 2.22 2.21667 1.916S828_2103.dat 1022.80833 1.58 2.21667 1.751S828_2103.dat 1125.025000.95 2.21667 1.585S828_2103.dat 1227.241670.53 2.21667 1.427S825_2103.dat 1329.458330.38 2.21667 1.278S825_2103.dat 1431.675000.23 2.21667 1.129S826_1603.dat 1533.891670.08 2.216670.980S826_1603.dat二、叶片参数的处理该风力机采用的翼型有三种，分别为S818，S825，S826，如图1所示。

风力机叶片论文：风力机叶片翼型 XFOI 气动性能数值模拟优化 GH-BLADED【中文摘要】研究并开发先进的风力机专用翼型是当前风力机研究领域的热点,对叶片翼型的气动性能进行模拟及优化将具有重要的应用价值和理论意义。

本文以湘电集团股份有限公司提供的“10kW直驱风力机开发”项目中的风力机叶片为研究对象,对该风力机叶片翼型的气动性能进行了数值模拟研究,并运用反设计优化原理对叶片参考翼型进行优化。

主要研究内容如下:(1)分别用基于N - S方程的数值模拟法和基于粘性与无粘性相结合的涡面元法分析风力机专用翼型S809在不同攻角下的气动性能和流场分布,并将分析结果与现有的实验数据进行对比,比较两种数值分析方法对风力机翼型气动性能的预测能力。

(2)采用基于全局牛顿迭代法的XFOIL软件中的反设计模块(MDES),在各自攻角范围内,对参考翼型的前缘、弯角以及厚度的分布分别进行修改,并将修改后的翼型上下表面速度分布进行光顺,获得优化后的新翼型,并与初始翼型的气动性能进行比较分析。

(3)根据风力发电机的设计要求及Glarert理论,利用MATLAB语言编程得到优化后叶片的不同半径处截面的最佳扭角和弦长分布,并用UGNX5.0实现优化后叶片的参数化建模,获得10kW小型风力机叶片及整个风轮三维实体模型。

(4)利用风力机计算分析软件GH-BLADED平台对优化前后的叶片进行气动性能对比分析。

经分析可知在设计工况下,优化后的叶片具有较好的气动性能和较宽的风速适应范围。

本文结合前人在风力发电机叶片设计成功范例基础上对10kW小型风力机叶片的气动性能进行了数值模拟研究,并通过对叶片翼型的优化使其具有较好的气动性能和较宽的风速适应范围,综合性能更为优良。

经过优化后的叶片可提高风力发电机叶片吸收风能的效率,从而能够增强风力机的竞争力。

【英文摘要】Research and development of advanced wind machine for wind turbine airfoils is currently a hot research field, Blade airfoil aerodynamic performance of the simulation and optimization will have important application value and theoretical significance. In this article, Hunan Electric Group Co., Ltd. to provide the “10kW direct drive wind turbine development “ project for the study of wind turbine blades, the wind turbine blade airfoil aerodynamic performance of numerical simulation and design optimization of the use of anti-theory Reference to optimize the blade airfoil.The main contents are as follows:(1) Naiver-Stokes equations were used based on the numerical simulation method and based on the combination of viscous and inviscid vortex panel method analysis of wind turbine airfoil S809 dedicated under different angle of attack aerodynamic performance and flow field. The results will be compared with the experimental data, numerical analysis method to compare the two airfoil aerodynamicperformance of wind power prediction.(2) In this section, Global Newton iterative method based on the XFOIL software anti design module (MDES). In their angle of attack, the reference wing leading edge, corner and thickness distribution was modified. And the modified airfoil surface velocity distribution of the upper and lower fairing, access to the new optimized airfoil and airfoil aerodynamic performance with the initial comparative analysis.(3) According to the design requirements for wind turbines and Glarert theory, optimize the use of MATLAB programming language Blades different radius of the best cross-section twist angle chord length distribution, and use UGNX5.0 Blades optimized parametric modeling, access to 10KW wind turbine rotor blades and the wholethree-dimensional solid model.(4) Wind turbine analysis were compared by using GH-BLADED software platform optimized aerodynamic performance. The analysis shows that the design condition, the wind turbines were optimized design have better aerodynamic performance and to adapt to a wide range of wind speed.In this article, previous successful example of wind turbine blade design based on the 10kW small wind turbine blade aerodynamic performance of a numerical study, and through the optimization of the blade airfoil was good aerodynamicperformance and wide speed Adapt the scope of the new comprehensive performance more excellent. After optimizationof the blade to accept wind energy wind turbine blades to improve the efficiency, which can improve the competitivenessof wind energy.【关键词】风力机叶片翼型 XFOI 气动性能数值模拟优化GH-BLADED【英文关键词】Wind turbine Blades Airfoil XFOI Aerodynamics performance Numericalsimulation Optimization GH-BLADED【目录】10kW风力机叶片翼型气动性能的模拟及优化摘要4-5Abstract5-6第1章绪论9-15 1.1 国内外风电产业发展现状9-10 1.2 风力机翼型的气动性能研究现状10-12 1.3风力机翼型的优化方法研究现状12-13 1.4 本文研究的主要内容13-15第2章风力机叶片的基础理论15-22 2.1 风力机基本理论15-19 2.2 风力机叶片的特性参数19-20 2.3 翼型的气动特性20-21 2.4 本章小结21-22第3章风力机翼型气动特性的数值模拟研究22-34 3.1 基于N-S 方程的CFD 方法22-30 3.1.1 模型的建立22-24 3.1.2 数值求解24 3.1.3气流绕流流场数值模拟结果及分析24-30 3.2 涡面元法30-32 3.2.1 涡面元法的特征30 3.2.2 涡面元法的计算与分析30-32 3.3 两种数值模拟方法预测结果的比较32 3.4 本章小结32-34第4章风力机叶片翼型优化34-49 4.1 优化方法34-35 4.2 优化准则35-36 4.3 10kW 风力机叶片翼型优化实例36-48 4.4 本章小结48-49第5章 10kW 风力机叶片的三维建模与性能分析49-58 5.1 10kW 风力机叶片设计49-52 5.1.1叶片设计的基本参数49-50 5.1.2 叶片优化设计的计算程序编制50 5.1.3 气动外形设计50-52 5.2 风力机叶片的三维建模52-54 5.3 叶片气动性能验证54-57 5.4 本章小结57-58总结与展望58-60参考文献60-64致谢64【采买全文】1.3.9.9.38.8.4.8 1.3.8.1.13.7.2.1 同时提供论文写作一对一辅导和论文发表服务.保过包发【说明】本文仅为中国学术文献总库合作提供，无涉版权。

中图法分类号：TB21 文献标识码：A基于数据库插值的刚度计算及风电叶片一体化设计刘峰，孙松峰，高猛，陈文光，李军向（明阳智慧能源集团股份公司风能研究院，中山 528400）摘 要：基于气动、结构一体化设计的理念，通过程序脚本驱动，由FOCUS得到叶片刚度分布。

通过正交试验构建与弦长、翼型相对厚度、主梁宽度、主梁铺层层数相对应的数据库。

在气动与结构计算相互迭代的过程中，根据叶片弦长、翼型相对厚度、主梁宽度、主梁铺层层数调用刚度数据库插值得到刚度。

从叶片几何参数设计、刚度求解以及挥舞变形求解，实现叶片气动、结构一体化耦合设计。

以5.8 MW，85 m叶片为例，限定叶片挥舞变形为16 m，求解得到的叶片符合设计需求。

关键词：风电叶片；气动外形；叶片刚度；挥舞变形Stiffness Calculation Based on Database Interpolation and Integrated Design of Wind Turbine BladesLiu Feng, Sun Songfeng, Gao Meng, Chen Wenguang, Li Junxiang（Wind Energy Institute of Mingyang Smart Energy Group Co., Ltd, Zhongshan 528437）Abstract: Based on the concept of integrated aerodynamic and structural design, the blade stiffness distribution is obtained by FOCUS driven by script. The database corresponding to chord length, relative thickness, spar cap width and plies is constructed by orthogonal test with FOCUS. In the aerodynamic and structural calculation iteration, the blade stiffness is interpolated with the database by chord length, relative thickness, spar cap width and plies. From the geometric parameter design, stiffness calculation and flap-wise deformation calculation, the integrated blade aerodynamic and structure design is realized. Taking 5.8 MW, 85 m blade design for example, the blade flap-wise deformation is limited to 16 m, and the calculated blade meets the requirements.Key words: wind turbine blade; aerodynamic shape; blade stiffness; flap-wise deformation0 前言随着风力发电功率的快速提升，风电叶片正在向着大型化、轻量化、智能化方向快速发展。

基于数值模拟的风力发电机组叶片优化设计风力发电作为一种清洁、可再生的能源，正逐渐成为全球能源结构调整的重要组成部分。

而风力发电机组作为风能转化成电能的核心设备，其效率和可靠性对于风力发电的发展起着至关重要的作用。

而风力发电机组中的叶片作为能量转化的关键组件，其设计优化对于提升整个风力发电机组的性能至关重要。

在过去的发展过程中，风力发电机组的叶片设计面临着许多技术难题。

传统的风力发电机组叶片设计依赖于经验公式、试验数据和手工调整，这种方法具有很大的人力和时间成本，并且很难满足不同工况下的优化需求。

而在风力发电机组日益复杂的工作环境下，要实现最佳能量转化效果，需要借助数值模拟方法进行叶片优化设计。

数值模拟方法主要依赖于计算流体力学（CFD）和计算机辅助工程（CAE）技术。

其基本原理是通过数学模型和计算方法，对风力场和叶片进行数值模拟，分析叶片的气动性能、结构强度和振动响应等关键指标，从而实现叶片形状和结构的优化设计。

在数值模拟方法中，首先需要建立风力发电机组叶片的几何模型。

对于复杂的三维叶片，可以利用CAD软件进行建模，并根据工作需求设置网格参数。

然后，利用CFD软件对建立的几何模型进行数值计算，模拟风力作用下的叶片运动和流场分布。

通过这些计算结果，可以得到叶片表面的压力分布、气动力矩和叶片尾流特性等数据。

在计算过程中，可以通过调整叶片的参数和结构，如叶片的扭转角、弯曲度和厚度等，来改变叶片的气动性能。

通过数值模拟计算和优化设计的循环迭代，可以找到最佳的叶片形状和结构参数组合，从而实现风力发电机组的性能提升。

除了优化叶片的气动性能，数值模拟方法还可以对叶片的结构强度进行评估和优化。

通过引入材料力学和有限元分析等技术手段，可以对叶片的应力分布和疲劳寿命进行预测，从而实现叶片结构的优化。

同时，数值模拟还可以帮助设计师分析和优化叶片的振动响应，提高叶片的可靠性和安全性。

鉴于数值模拟方法在风力发电机组叶片优化设计中的重要性，不少研究机构和企业已经开始应用这一方法进行叶片设计。

玻璃钢研究报告2007 年第 2 期风力机叶片外形参数化建模孙 永 泰(上海玻璃钢研究院，上海 201404)摘要本文通过离散再组装的过程， 实现了叶片外形曲面几何模型的参数化建立， 方便了产品的设 计开发。

在离散和组装的过程中使用到 AutoCAD 和 UG 的强大绘图功能，在坐标变换的过程中 使用到 Matlab 的强大数值处理功能。

关键词：风力机叶片坐标变换翼型Matlab1引 言风力机依靠叶片捕获风能，为达到最佳气动性能，叶片具有复杂的气动外形。

在叶片的设计和制造过程中，进行 CAE 仿真和制作模具都需要叶片外形的几何模型。

叶片外形曲面复杂，但是有律可循，是由翼型族、弦长、扭角、相对厚度、参考轴位置 等参数来确定的。

本文通过坐标变换实现叶片外形几何的参数化建模。

2数据准备2.1 坐标系 本文采用的坐标系，如图 1 所示，X 轴由前缘指向后缘，Y轴由工作面指向气动面。

在 上风向顺时针风力机中，原点位于根端法兰圆心，X 轴为旋转平面与根端法兰平面的交线， 指向后缘，Y 轴在根端法兰平面内指向塔架，X、Y与 Z 轴组成笛卡尔右手坐标系。

2图 1 本文采用的坐标系2.2 翼型 不同站位的翼型选择是风力及叶片气动外形设计时首先要解决的关键问题。

设计叶片 时，要根据风力机叶片空气动力特性、结构特性和空间利用等方面的综合因素来选择翼型， 并沿站位方向（展向）进行合理配置。

所以在不同站位处的翼型不一样 [2] 。

一般需要为每种 叶片准备约 10 个不同相对厚度的翼型。

一个翼型族具有数个（一般为三五个）不同厚度的翼型。

但是对于这里的准备工作可能 不够多，要对已有的翼型修型得到足够多的（10 个）翼型。

修型一般采用厚度修型和弯度 修型方法。

另外需要对部分翼型进行后缘加厚处理 [2]。

本文要通过翼型的坐标变换来获得叶片曲面，首先的准备工作是将前述 10 个翼型都离 散成若干个坐标点。

以 S821 翼型为例[1]，在 AutoCAD 中以样条曲线绘出翼型后，使用菜单->绘图->点->定数等分，将上面(气动面)分为 499 份，下面(工作面)分为 500 份。

风电叶片故障演化过程数字建模与仿真风能作为一种可再生的清洁能源源源不断地发展，并且得到了广泛的应用。

风能在转化过程中主要通过风电机组中的叶片来捕捉和转化为机械能，然后通过发电机将机械能转化为电能。

因此，风电叶片作为风电机组的核心部件，其性能和可靠性对风电发电系统的稳定运行有着重要影响。

然而，风电叶片在环境的长期作用下，往往会面临各种故障问题。

为了更好地理解和预测风电叶片的故障演化过程，数字建模与仿真技术成为研究人员的重要工具。

一、风电叶片故障分类与原因分析风电叶片的故障主要可以分为机械故障和材料老化两大类。

机械故障包括裂纹、断裂和撞击等，主要由于外力或设计缺陷引起。

而材料老化包括疲劳、腐蚀和爬行等，主要由于环境的长期作用引起。

风电叶片的设计和制造过程中可能存在的缺陷和不合理设计是引起风电叶片故障的主要原因之一。

另外，恶劣的气候条件、频繁的起风和停风以及长期风场的连续运行也会加剧风电叶片的故障发生率。

二、风电叶片故障演化过程的数字建模数字建模是指将风电叶片的结构和性能通过数学和物理模型来描述和分析的过程。

在进行风电叶片故障演化过程的数字建模时，首先需要建立叶片的几何模型，包括叶片的长度、宽度和曲率等结构参数。

然后，通过有限元分析等数值方法，模拟叶片在不同工作条件下的应力分布和变形情况。

在风电叶片的数字建模过程中，还可以考虑材料的老化和疲劳特性，以及外界环境的影响。

通过建立合适的材料模型和环境加载模型，可以更加准确地模拟叶片的寿命和故障演化过程。

三、风电叶片故障演化过程的仿真仿真是指利用计算机和数值方法对系统进行模拟和计算的过程。

在风电叶片故障演化过程的仿真中，可以根据数字建模得到的叶片结构和性能数据进行故障的发展和预测。

首先，可以通过设置合适的故障指标和判据，在仿真中对叶片的寿命进行评估和预测。

例如，可以基于疲劳强度和断裂韧性等指标，对叶片的寿命进行估计。

同时，可以根据环境条件和日常运行参数，预测叶片在不同时刻和工况下的故障发生概率。

Based on the aerodynamics of wind turbine, some parameters such as the rated power, the rated wind speed and the wind energy utilization coefficient can be calculated, and other parameters such as the diameter of the blade can be calculated. For some gas blade aerodynamic parameters, such as length, torsion angle and other parameters to calculate the used design method. In this paper, the aerodynamic shape parameters are calculated by using the simplified method, the Glauert design method and the Wilson design method. Get the airfoil chord and twist angle, and carries on the comparison. After analysis the results of Wilson is simplified design method and Glauert design method is more accurate.2.Aerodynamic characteristics analysis of blade airfoilGambit software was used to establish the calculation model of the blade airfoil, and the Fluent software was used to calculate the grid division and boundary type. Finally, the surface pressure coefficient distribution, pressure contour and velocity contour of the airfoil at different angles of attack are obtained by using the NACA4412 at certain Reynolds number and rated wind speed.3.Blade 3D modeling and modal analysisBefore the three - dimensional modeling of the blade and need to use special airfoil design software Profili selected wind turbine blade airfoilcalculation of the blade element chord length and twist angle to select the blade element, it is possible to obtain a two-dimensional coordinates of each airfoil, although after coordinate transformation based on point can be calculated each blade element section of three-dimensional coordinates. Finally, the 3D solid modeling of the blade is made by using SolidWorks.According to the 3D solid model of wind turbine blade, the blade can be analyzed. The import ANSYS Workbench blade completed three-dimensional model, finite element mesh, then the constraint conditions of the blade set. After solving the obtained modal graph leaves, extract the first six order modal analysis of blade. Draws the conclusion, i.e. blade mode shapes are mainly three: wave vibration, swing and torsional vibration; blade vibration energy is mainly concentrated in the first order and second order vibration mode and vibration is mainly to wave vibration; blade modal shape of the higher order, larger amplitude, the vibration performance of the more complex. Finally, through the frequency analysis, and obtains the resonance will not occur in the running process of the 1MW wind turbine.Key words:Wind turbine，Blade design，Aerodynamic characteristic，Modal analysis摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................... I II 第1章引言 . (1)1.1 风力发电的发展现状 (1)1.1.1 国外风力发电的发展现状 (1)1.1.2 国内风力发电的发展状况 (3)1.2 风力机叶片的研究现状 (4)1.3 本文研究的内容 (6)第2章风力机叶片的特征参数和基本理论 (8)2.1 风力机的类型与结构组成 (8)2.2 风力机叶片的特征参数 (9)2.2.1 风能的主要特征参数 (9)2.2.2 风力机叶片的相关参数 (10)2.3 风力机叶片空气动力学基本理论 (15)2.3.1 贝茨理论 (15)2.3.2 涡流理论 (17)2.3.3 叶素理论 (18)2.3.4 动量理论 (19)2.3.5 叶素动量理论 (20)2.4 本章小结 (20)第3章风力机叶片设计 (21)3.1 叶片气动性能设计计算的基本方法 (21)3.1.1 简化设计法 (21)3.1.2 Glauert设计法 (21)3.1.3 Wilson设计法 (22)3.2 风力机特征参数的计算 (23)3.3 叶片的气动外形设计 (25)3.3.1 设计计算的步骤 (25)3.3.3 计算结果及修正 (28)3.4 本章小结 (32)第4章叶片翼型气动特性分析 (34)4.1 Gambit和Fluent简介 (34)4.2 翼型气动特性数值分析 (35)4.2.1 翼型计算模型的建立 (35)4.2.2 网格划分 (35)4.2.3 定义边界类型 (36)4.2.4 模拟结果及分析 (37)4.3 本章小结 (40)第5章叶片的三维建模与模态分析 (41)5.1 风力机叶片的三维建模 (41)5.2 风力机叶片模态分析 (43)5.2.1 叶片模态分析理论 (44)5.2.2 叶片有限元模型的建立 (45)5.2.3 叶片模态分析 (45)5.2.4 叶片模态分析结果 (49)5.3 本章小结 (51)第6章总结与展望 (52)6.1 总结 (52)6.2 展望 (52)参考文献 (54)攻读硕士学位期间发表的论文 (58)致谢 (59)第1章引言能源问题一直是每个国家时刻关注的问题。

500W风力机叶片建模与仿真技研究一、研究背景随着全球对清洁能源的需求不断增加，风力发电作为一种环保、可持续的能源形式受到了越来越多的关注。

风力机是发电的核心部件，其中叶片作为风力机的“心脏”，其设计和制造直接关系到风力机的性能和效率。

因此，对风力机叶片的建模与仿真技术进行研究具有重要意义。

二、研究目的本研究旨在通过对500W风力机叶片的建模与仿真技术进行深入研究，探索如何提高叶片的设计效率和优化性能，为风力发电行业提供技术支持和指导。

三、研究内容1.对500W风力机叶片的设计要求进行分析，确定设计参数和技术指标。

2.根据设计参数和技术指标，采用CAD软件对叶片进行建模。

3.利用ANSYS等有限元分析软件对叶片进行强度、振动等仿真分析，验证叶片设计的合理性。

4.优化叶片结构设计，提高叶片的性能和效率。

5.通过仿真对比实验，验证优化后叶片的性能提升效果。

四、研究方法1.设计要求分析：通过文献调研和实地调查，了解500W风力机叶片的设计要求和技术指标。

2.建模：利用CAD软件对500W风力机叶片进行三维建模，包括叶片的外形、内部结构等。

3.仿真分析：利用有限元分析软件对叶片进行强度、振动等仿真分析，获取叶片在不同工况下的力学性能。

4.优化设计：根据仿真分析结果，对叶片结构进行优化设计，提高其性能和效率。

5.仿真对比实验：对比优化前后叶片的性能指标，验证优化效果。

五、研究意义1.提高500W风力机叶片设计的效率和准确性，节约设计时间和成本。

2.优化叶片结构，提高风力机的能量利用率和发电效率。

3.为未来更大功率风力机叶片设计提供参考和借鉴。

4.促进清洁能源行业的发展和技术进步。

六、结论通过对500W风力机叶片的建模与仿真技术研究，可以提高叶片设计的效率和准确性，优化叶片结构，提高风力机的性能和效率，为清洁能源领域的发展提供技术支持和指导。

希望本研究能够为风力发电行业的进一步发展做出贡献。

224基于UG的风力机叶片三维建模陈容满　王　茶　蔡泽昱　罗永新　周文平（六盘水师范学院物理与电气工程学院，贵州　六盘水　553000）摘　要：叶片是风力机中最基础和最关键的部件，会对风力机性能产生重要的影响。

本文从叶片各个截面的翼型出发，采用UG软件对WindPACT1.5MW风力机的叶片进行三维建模。

关键词：风力机；叶片；翼型；UG；三维建模风力机是以自然风为动力的原动机，其外部结构主要由叶片、轮毂、机舱和塔架组成。

风力机叶片的结构对空气绕流场及气动载荷具有较大的影响[1]。

在风力机气动性能及结构载荷分析过程中，叶片的三维建模是最基础的环节。

但是，叶片的截面形状复杂,特别是在翼展方向还存在扭转角和渐变的弦长，因此三维建模比较困难。

本文将借助UG软件的实体化曲面处理能力，从叶片各个截面翼型的原始二维坐标数据出发，构造出叶片截面翼型的样条曲线,然后建立风力机叶片的三维实体模型。

本文的三维建模方法具有高效和准确的特点，能够为后续风力机气动性能及结构载荷分析提供基础和指导。

一、1.5MW风力机叶片主要参数本文对WindPACT 1.5 MW风力机进行三维建模。

该风力机为美国国家可再生能源实验室（NREL）设计的参考风力机，转子半径为35m。

该风力机不同截面高度的扭转角、弦长、翼型等参数如表1[2]。

表1　叶片翼型参数表Distributed Blade Aerodynamic Properties for the WindPACT 1.5-MW ModelNode (-)RNodes(m)AeroTwst(°)DRNodes(m)Chord(m)Airfoil(-)1 2.8583311.10 2.21667 1.949Cylinder.dat2 5.0750011.10 2.21667 2.269S818_2703.dat 37.2916711.10 2.21667 2.589S818_2703.dat 49.5083310.41 2.21667 2.743S818_2703.dat 511.725008.38 2.21667 2.578S818_2703.dat 613.94167 6.35 2.21667 2.412S818_2703.dat 716.15833 4.33 2.21667 2.247S818_2703.dat 818.37500 2.85 2.21667 2.082S828_2103.dat 920.59167 2.22 2.21667 1.916S828_2103.dat 1022.80833 1.58 2.21667 1.751S828_2103.dat 1125.025000.95 2.21667 1.585S828_2103.dat 1227.241670.53 2.21667 1.427S825_2103.dat 1329.458330.38 2.21667 1.278S825_2103.dat 1431.675000.23 2.21667 1.129S826_1603.dat 1533.891670.08 2.216670.980S826_1603.dat二、叶片参数的处理该风力机采用的翼型有三种，分别为S818，S825，S826，如图1所示。