上海交通大学学报 ›› 2023, Vol. 57 ›› Issue (11): 1492-1500.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.169
所属专题: 《上海交通大学学报》2023年“新型电力系统与综合能源”专题
收稿日期:2022-05-20
修回日期:2022-06-17
接受日期:2022-07-13
出版日期:2023-11-28
发布日期:2023-12-01
通讯作者:
谭剑锋,副教授;E-mail: 作者简介:夏云松(1994-),研究生,从事风力机流动控制研究.
基金资助:
XIA Yunsong, TAN Jianfeng(
), HAN Shui, GAO Jin’e
Received:2022-05-20
Revised:2022-06-17
Accepted:2022-07-13
Online:2023-11-28
Published:2023-12-01
摘要:
采用最优拉丁超立方试验设计法细化涡流发生器参数,确定试验方案,仿真计算风力机的推力和转矩,获得试验数据.基于反向传播(BP)神经网络,构建遗传算法优化BP神经网络的风力机涡流发生器气动性能模型,通过计算气动性能模型预测值与仿真值的误差与均方根,验证气动性能模型的可靠性;耦合鱼群算法和风力机涡流发生器气动性能模型,建立风力机涡流发生器优化方法,对涡流发生器高度、长度和安装角度进行迭代求解,实现涡流发生器优化.结果表明:相比原涡流发生器方案,涡流发生器优化后的风力机叶片截面流动分离得到有效抑制和延迟,表面流体分离现象得到改善,风力机功率提升1.711%,推力下降0.875%.
中图分类号:
夏云松, 谭剑锋, 韩水, 高金娥. 基于反向传播神经网络的风力机涡流发生器优化[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(11): 1492-1500.
XIA Yunsong, TAN Jianfeng, HAN Shui, GAO Jin’e. Optimization of Wind Turbine Vortex Generator Based on Back Propagation Neural Network[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2023, 57(11): 1492-1500.
表1
部分试验设计及仿真结果
| 序号 | h/mm | l/mm | β/(°) | T/N | M/(N·m) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 7.04 | 27.86 | 21.94 | 2129.69 | 1100.96 |
| 2 | 19.61 | 24.43 | 25.00 | 2051.26 | 872.01 |
| 3 | 17.37 | 15.86 | 6.63 | 2125.23 | 1032.05 |
| ? | ? | ? | ? | ? | ? |
| 46 | 22.76 | 13.29 | 10.20 | 2134.02 | 1083.02 |
| 47 | 24.10 | 24.86 | 12.76 | 2115.36 | 1054.24 |
| 48 | 20.51 | 10.71 | 21.43 | 2092.35 | 1016.70 |
| 49 | 9.29 | 17.57 | 7.65 | 2140.35 | 1077.87 |
| 50 | 16.47 | 25.29 | 15.31 | 2127.53 | 1027.86 |
表2
风力机涡流发生器5组试验方案的仿真结果与预测值
| 序号 | h/mm | l/mm | β/(°) | 推力 | 转矩 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| YT1/N | YT2/N | 误差/% | YM1/(N·m) | YM2/(N·m) | 误差/% | |||||
| 1 | 22.76 | 13.29 | 10.20 | 2134.016 | 2132.933 | 0.0510 | 1083.019 | 1083.484 | 0.0429 | |
| 2 | 24.10 | 24.86 | 12.76 | 2115.363 | 2114.688 | 0.0320 | 1054.235 | 1053.252 | 0.0930 | |
| 3 | 20.51 | 10.71 | 21.43 | 2092.350 | 2091.331 | 0.0490 | 1016.699 | 1016.375 | 0.0320 | |
| 4 | 9.29 | 17.57 | 7.65 | 2140.347 | 2141.031 | 0.0319 | 1077.872 | 1078.278 | 0.0377 | |
| 5 | 16.47 | 25.29 | 15.31 | 2127.533 | 2126.936 | 0.0280 | 1027.856 | 1024.256 | 0.0350 | |
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