基于加权Kriging模型的风力机翼型气动优化设计

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孟祥恒*

湘潭理工学院, 汽车工程学院, 湖南湘潭 410219

摘     要: 风力机翼型设计理论是决定风力机功率特性的根本因素,通过改变风力机翼型的最大相对厚度、最大相对弯度及前缘半径等几何参数,可设计出不同几何外形和气动性能的风力机翼型,但翼型设计方法存在计算效率低、样本收敛性差等不足,这可能导致风力机翼型气动性能不足,针对上述存在的不足之处,在风力机翼型参数化模型的基础上,采用加权的Kriging模型对多目标优化设计算法进行寻优改进。首先,将加权Kriging模型与融合小生境遗传算法的Pareto多目标优化方法相结合,利用加权Kriging模型的高效预测性能和Pareto多目标优化方法的非线性数值处理能力对风力机翼型进行多目标气动优化设计。其次,以风力机翼型的升阻比和升力系数最大化为优化目标,以力矩系数、最大相对厚度及其位置和上翼面转捩点位置为约束条件,建立基于加权Kriging模型与Pareto多目标优化方法的某一相对厚度风力机翼型多目标气动优化设计模型,得出设计攻角时升阻比特性提升至2倍等的优化设计结果。最后,在保证风力机翼型结构合理的前提下,提出可以提高风力机翼型气动性能的建议,这对风力机翼型的气动性能提升具有一定的工程指导意义。
关 键 词: Kriging模型; 多目标优化设计; 气动特性; 风力机翼型
DOI: 10.57237/j.mse.2023.03.001
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