摘要设计良好的风力机翼型对提高风力机的气动效率具有重要意义。本文借助Matlab遗传算法工具箱来实现多工况下风力机翼型的优化设计。首先，采用Bezier曲线参数化表达翼型的几何外形，将Bezier曲线控制点的纵坐标作为设计变量；其次，基于最小二乘原理，获得初始翼型对应的控制点坐标，并将其作为优化算法的初值；以多个攻角下的翼型升阻比的加权和作为为目标函数，调用Matlab的遗传算法工具箱搜索目标函数的最优值。其中，翼型升阻比的计算是通过调用XFOIL程序实现的。最后，仿真算例验证了该方法的可行性。84132

毕业论文关键词  遗传算法  升阻比  翼型优化   

毕业设计说明书外文摘要

Title    Wind turbine airfoils design and estimate     using genetic algorithm                                           

Abstract Well-designed wind turbine airfoils are of great significance to improve the aerodynamic efficiency of the wind turbine。 This paper using genetic algorithm by MATLAB to establish a airfoil design method for single target and multi operating conditions。 Firstly, we applied a math tool Bezier curves to describe the contour of airfoils and use the vertical coordinates as design variables。 Based on Least Squares, calculate the control points coordinates corresponding to initial airfoil, and use those as the initial value for variables in optimization algorithm。 After then, using the weight sum of lift-drag ratio at different angles as objective function in GAtool in MATLAB and calculating the performance of airfoils of different shapes, we got optimal solution。 Finally, the paper used a simulation example to verify the feasibility of the method。

Keywords   Genetic algorithm   Wind turbine   Airfoils design

目录

1 引言 1

1。1 研究背景和意义 1

1。2 研究现状 1

1。3 本文主要工作 2

2  翼型外形参数化表达 3

2。1 Bezier曲线定义 3

2。2 基于Bezier曲线的翼型参数化表达 4

3  翼型性能分析 8

3。1 翼型性能影响参数 8

3。2 翼型性能参数 8

3。3 基于XFOIL程序的翼型性能分析 11

4  遗传算法 13

4。1 遗传算法基本操作 13

4。2 适应度函数 14

4。3 遗传算法工具箱 15

5  翼型优化设计及其算例分析 17

5。1 翼型优化设计流程 17

5。2 算例分析 18

5。3 总结 26

结  论 27

致  谢 28

参 考 文 献 29

附录A  遗传算法目标函数主要部分： 31

1引言

1。1 研究背景和意义

随着全球性的能源危机逐渐加剧，开发利用新能源和清洁能源已经成为大势所趋。风能具有可就地取材、分布性广、无污染、可再生等优点，已经成为新能源发展的主要方向。作为一个风能资源十分丰富的国家，我国目前独立开发大型风力机的能力却很有限，设计水平较低。从最新的中国电力改革政策来看，政府将要开始开放售电市场，但输电仍在两家主要的电网公司手中（国家电网和南方电网）。并且在新能源方面，由于风电利用小时高于光电，在更低的市场价格下仍可以盈利，更加有成本优势，所以国家也更注重风电的发展。