基于UG与MATLAB的风机叶片建模方法研究.pdfVIP

学兔兔 第2期(总第171期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．2 2012年4月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION Apr． 文章编号：1672—6413(2012)02—0032—03 基于UG与MATLAB的风机叶片建模方法研究 闫 磊，崔 研 (华北电力大学机械工程系．河北 保定 071003) 摘要：通过UG实体建模绘制出风机叶片翼型的样条曲线，在曲线上拾取关键点并进行分析和处理，再利用 MATLAB对点坐标进行图形变换，得到相应坐标。将数据导入UG．利用UG的样条曲线功能建立各截面 的翼型曲线。最终通过扫掠截面线和所建立的引导线建立风机叶片的三维实体模型，为风机叶片的深层次研 究打下基础。 关键词：UG；MATLAB；风机叶片}建模 中图分类号：TK83 文献标识码：A O 引言 的实际叶轮半径，根据设计得到的轮毂半径可以设计 风力发电是将风力作为一种能源的发电方式，它是 出叶片的长度。 一 种清洁绿色的可再生能源，风电机组叶片是风力机中 由于风速在叶片展向各截面上的大小和方向有差 最为关键的部件之一，它是风能转换为电能的动力保障。 别，因此，每一个截面的翼型设计都是不同的，主要的 因此，叶片的合理设计是风力机组设计的一个重要环节。 设计参数有叶尖速比、攻角、安装角以及弦长。式(2) 本文以UG NX 5．0为平台，通过拾取各主要截 是叶片展向半径为r处的弦长 (，．)的计算公式： 面的翼型二维剖面曲线，结合计算机图形转换理论，使 Q 1 棵 ■ 。…·、… 用MATLAB编程，对翼型坐标参数进行数据处理，完 ^、／^ 十可 成水平轴风机叶片的三模实体建模。 其中：Z为叶片数；G为升力系数； 为叶尖速比。由 1 风机叶片概述 式(2)可知，离叶轮中心越远，该截面翼型的弦长会越 风机叶片翼型的设计是以叶素理论模型为基础 小，在叶尖处达到最小值。弦长的设计要考虑的重要 的。叶素理论是一般的空气动力学原理，它是针对叶 因素之一是升阻比的选取，选择合适的升阻比很关键。 片二维截面翼型的一种简化分析方法。在对叶轮叶片 根据工况，叶片中段选取了NACA63--412翼型，其人 进行分析时，将叶片沿其展向分成多个微段，这些微段 流角与升阻比和升力系数的关系如图1所示。由图1 就是叶素。在叶片展向上各叶素上载荷的累积，就产 可以看出：随着人流角的变化，翼型的升阻比也在变 生了作用在风轮上的推力和转矩。 化，在某_点处达到了最大值；在一定范围内人流角增 2