1、風(fēng)能作為綠色可再生能源，已受到世界各國的廣泛重視，隨著化石能源危機和環(huán)境問題日益突出，風(fēng)能利用技術(shù)更是得到了快速發(fā)展。中國作為能源消費大國，風(fēng)電得到國家層面的大力支持從而發(fā)展迅速。但相比于國外風(fēng)電發(fā)達(dá)國家，我國風(fēng)電科學(xué)技術(shù)仍面臨一系列挑戰(zhàn)。
　　 風(fēng)力機葉片是風(fēng)電機組的重要組成部分。葉片的設(shè)計可分為氣動設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩個部分。隨著風(fēng)力機葉片大型化趨勢的發(fā)展，葉片結(jié)構(gòu)變的越來越柔，同時組成葉片的復(fù)合材料本身具有高強度低模量的特點，

2、風(fēng)力機葉片在極限載荷作用下會產(chǎn)生較大的擾度，此外風(fēng)輪在運轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，因此風(fēng)力機葉片在設(shè)計時必須考慮氣動與結(jié)構(gòu)相互影響的問題。本文主要從葉片的氣動設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計入手，同時考慮兩者之間的耦合關(guān)系，結(jié)合目前應(yīng)用較為廣泛的基于動量葉素理論和梁理論設(shè)計方法對大型風(fēng)力機葉片進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計研究。
　　 (1)采用修正的動量葉素理論設(shè)計法對1.5MW風(fēng)力機葉片進(jìn)行設(shè)計。初始計算所得弦長和扭角數(shù)據(jù)在葉根處數(shù)據(jù)偏大須進(jìn)行修正。根據(jù)修正后

3、弦長和扭角計算葉片三個氣動性能參數(shù)CT、CP和CM。為了獲得良好的氣動性能，對葉片氣動參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。以風(fēng)力機年發(fā)電量最大為目標(biāo)，應(yīng)用遺傳算法對葉片弦長和扭角進(jìn)行優(yōu)化，葉片氣動外形發(fā)生改變，風(fēng)力機在不同風(fēng)速下的風(fēng)能利用系數(shù)也發(fā)生變化，具體為在風(fēng)速概率高的區(qū)段風(fēng)輪風(fēng)能利用系數(shù)提高，在風(fēng)速概率小的區(qū)段風(fēng)輪的風(fēng)能利用系數(shù)減小。
　　 (2)葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計計算主要基于梁理論，內(nèi)容主要包括四部分:葉片剖面幾何特性計算、葉片載荷和內(nèi)力計算、葉片

4、應(yīng)力和變形計算以及葉片的鋪層計算。對于剖面結(jié)構(gòu)為蒙皮加主梁形式的葉片在計算結(jié)構(gòu)參數(shù)時還需給定主梁的參數(shù)即主梁的位置和寬度。若以葉片主梁位置和寬度為自變量，葉片的剛度為約束，葉片質(zhì)量最小為目標(biāo)，應(yīng)用遺傳算法對葉片進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果顯示:葉片主梁位置發(fā)生偏移、寬度增大，在葉片剛度不變的情況下，葉片的鋪層厚度有所減小，對應(yīng)的葉片質(zhì)量也有所下降，葉片主梁的位置和寬度對葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計有影響。
　　 (3)葉片氣動結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計，在傳統(tǒng)的葉片設(shè)計