复合材料风力发电机叶片数值模型的设计与质量优化

摘要整理

本文采用线性近似约束优化（COBYLA）算法对5 MW风力发电机叶片进行设计优化。在叶片材料建模过程中考虑了实际制造工艺条件，基于叶素动量（BEM）理论分析了50 m/s风速工况下叶片的受力特性。通过从剪切腹板中移除材料实现了质量优化，同时在叶片设计中考虑了叶尖位移、应力和固有频率等约束条件。研究结果表明，移除腹板材料后叶片质量降低约1.7%，而叶片的结构响应保持不变。该研究为商用风力发电机叶片的设计优化提供了实际参考价值，对复合材料风电叶片的轻量化设计具有指导意义。

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