Cp.rar_5MW_cp功率系数_叶片cp计算_风力机叶片_风力机计算_风能利用系数与叶尖速比的关系资源-CSDN文库

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5星 · 超过95%的资源 28 浏览量 2022-07-14 14:41:12 上传评论收藏 1KB RAR 举报

在风能领域，功率系数（Cp）是衡量风力机效率的重要参数，它表示风力机能够从风中提取能量的能力。标题“Cp.rar_5MW_cp功率系数_叶片cp计算_风力机叶片_风力机计算”表明我们关注的是针对5兆瓦（MW）风力发电机的Cp计算，特别是与叶片设计和风力机性能评估相关的部分。描述中提到的“1.5MW风力机叶片功率系数Cp计算程序示例，采用梯形法数值积分计算”为我们提供了一个具体的应用实例，它使用了梯形法则这一数值方法来执行计算。我们要理解功率系数Cp的定义。Cp是风力机输出功率P与风速V和风轮扫掠面积A以及空气密度ρ的乘积的比值，即Cp = P / (0.5 * ρ * V^3 * A)。其理想上限由贝兹极限给出，约为0.59，但实际风力机的Cp通常在0.4到0.5之间。接下来，我们探讨1.5MW风力机叶片的Cp计算。叶片设计对Cp的影响巨大，包括叶尖速度、攻角、叶片长度、截面形状等因素都会影响风力机的捕风能力。在这个程序示例中，很可能是通过输入特定的叶片几何参数和风况数据，然后运用梯形法则进行数值积分来模拟叶片沿整个扫掠面的气动性能，从而计算出平均Cp。梯形法是一种简单的数值积分方法，适用于将连续函数近似为一系列矩形或梯形的和。在计算叶片Cp时，这个方法可能将叶片分为多个小段，每段上的气动性能参数（如升力和阻力系数）被近似为常数，然后用这些参数来估算每个小段的贡献。所有小段的贡献相加，就得到了整个叶片的功率输出，进而求得Cp。在压缩包内的“Cp.m”文件很可能是一个MATLAB程序，它包含了上述计算过程的代码。MATLAB是科学计算的常用工具，尤其适合进行数值分析和建模仿真。该程序可能包含了读取输入参数、执行梯形法积分、输出Cp值等功能。这个资源提供了深入理解风力机叶片性能优化和风力机设计的关键步骤。通过学习和应用这个程序，我们可以更精确地评估不同设计参数对风力机功率输出的影响，有助于提高风能转换效率，推动可再生能源技术的进步。

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clear R=30; b=[4.22 3.4784 3.0815 2.3989 2.2942 2.0761 1.8886 1.7303 1.5984 1.4825 1.3816 1.2947 1.2168 1.1475 1.0863 1.0307 0.9803]; PHi=[9.739 7.2404 5.7160 4.8632 4.4744 3.1794 2.1136 1.2289 0.4895 -0.1454 -0.6934 -1.1682 -1.5874 -1.95876 -2.2884 -2.5851 -2.8528]; V=11.524; tvr0=8; omg=V*tvr0/R; V1=V/R/omg; %无量纲 r=0.2:0.05:1; W1=sqrt(r.^2+(1/tvr0)^2); b1=b/R; beta=acot(omg*R*r/V); alpha=beta-PHi*pi/180; %几何攻角 %翼型数据 alp=[-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 30 35 40 45 50 55]; lc=[0.15 0.25 0.35 0.45 0.54 0.62 0.71 0.79 0.87 0.94 1.02 1.09 1.16 1.22 1.29 1.35 1.41 1.46 1.50 1.51 1.51 1.48 1.45 1.035 1.05 1.02 0.955 0.98 0.855 0.7213 0.4382 0.4704 0.5026 0.5458 0.5889 0.6321 0.6767]; dc=[0.0114 0.0114 0.0116 0.0118 0.0121 0.0124 0.0127 0.0130 0.0134 0.0139 0.0147 0.0158 0.0174 0.0198 0.0233 0.0286 0.0362 0.0473 0.070 0.09 0.11 0.15 0.2 0.282 0.3055 0.3290 0.3543 0.3797 0.4050 0.4380 0.4710 0.57 0.745 0.92 1.075 1.215 1.345]; CL=interp1(alp,lc,alpha*180/pi,'cubic'); CD=interp1(alp,dc,alpha*180/pi,'cubic'); pp=spline(alp*pi/180,lc);%样条插值 derpp=fnder(pp);%对样条函数求导 CL1=ppval(derpp,alpha);%计算分段多项式 r1=0.2:0.05:1; v(1:17)=V1; beta1=acot(omg*R*r1/V); %inline构造内联函数对象 ff=inline('(r1.*(r1-r.*cos(t+2*pi/3)))./(eps+r.^2-2*r.*r1.*cos(t+2*pi/3)+r1.^2+(v.*t).^2).^(3/2)+(r1.*(r1-r.*cos(t)))./(eps+r.^2-2*r.*r1.*cos(t)+r1.^2+(v.*t).^2).^(3/2)+(r1.*(r1-r.*cos(t+4*pi/3)))./(eps+r.^2-2*r.*r1.*cos(t+4*pi/3)+r1.^2+(v.*t).^2).^(3/2)','t','r1','r','v'); A=zeros(17,17); C=A; G=A; f1=zeros(17,1); for k=1:17; for n=1:17; jj=[0:0.00001:0.13,0.14:0.01:1,2:300]; f=ff(jj,r(k),r1(n),v(k)); f1(n,1)=trapz(jj,f);%梯形法数值积分 if n==1; A(k,n)=-f1(n,1); elseif n==17; A(k,n)=0.05*f1(n,1); else A(k,n)=f1(n-1,1)-f1(n,1); end end; C(k,:)=1/8/pi*b1(k)*CL1(k)/cos(beta(k))*A(k,:); G(k,:)=f1'; end; D=C+eye(17);%eye单位阵 D(17,17)=D(17,17)-1; g=0.5*W1'.*b1'.*CL'; T1=D\g; T=T1; T(17,1)=0; wi=G*[diff(T);T1(17,1)*0.05]./cos(beta)'/4/pi; dbeta=atan(wi'./W1); miu=interp1(alp'*pi/180,dc,alpha'-dbeta','linear','extrap')./interp1(alp'*pi/180,lc,alpha'-dbeta','linear','extrap'); CP=T.*r'.*(sqrt(tvr0^2*r'.^2+1).*sin(beta')-tvr0*wi.*cos(beta')-sqrt(1+tvr0^2*(wi.^2+r'.^2)).*miu.*cos(beta'-dbeta')); Cp=2*3*tvr0^2/pi*trapz(r',CP)