本文重點介紹了，Matlab優化工具在通用風力機翼型型線設計中的應用情況。并進行了設計實例分析
第28卷第4期 機械設計 Vol 28 No 4 2011年4月 JOURNAL OF MACHINE DESIGN Apr.2011 種有效的動壓氣體徑向軸承承載力數值解法 張海軍,沈劍英,楊琴 (嘉興學院機電工程學院,浙江嘉興314001) 摘要:考慮動壓氣體徑向軸承中氣膜壓力變化小的特點,對潤滑 Reynolds方程的非線性項進行適當近似,得到線性 Reymolds方程。利用有限差分法求解該近似 Reynolds方程,得到動壓氣體徑向軸承的壓力分布,分析氣體徑向軸承性 能,計算得出軸承承栽力的大小,并與文獻中的實驗數據進行比較。與直接數值解相比,該數值解計算結果與實驗數據 吻合較好。 關鍵詞:動壓氣體徑向軸承; Reynolds方程;非線性;有服差分法; 中圖分類號:TH17.2文獻標識碼:A文章編號:1001-2354(2011)04-002-04 氣體軸承利用潤滑膜中的氣體壓力來實現承載作為兩類3:解析數值解和直接數值解。解析數值解方 用的。由于所用潤滑介質一般為空氣,因此氣體軸承法,即對非線性 Reynolds方程進行一些近似,求得近似 具有摩擦損耗少、速度高、精度高和污染少等特點1。解析解表達式,然后用數值方法求解;直接數值解方法 20世紀60~70年代國內外進行氣體軸承研究較多,則是對非線性 Reynolds方程直接進行數值近似求解。 近年來隨著MEMS微動力渦輪研究的興起,氣體軸承 Raimondi利用有限差分法分析了有限長動壓氣體徑 的研究又開始受到重視2]。 向軸承性能。Peks和 Breuer5采用偽譜法來求解 Reynolds方程是分析動壓氣體徑向軸承性能的基 Reynolds方程。戚社苗。等通過數學變換,將動壓氣 本方程,由于氣體的可壓縮性使 Reynolds方程呈現非體潤滑 Reynolds方程變換成標準的橢圓型偏微分方程 線性,一般難以求得解析解,因此采用數值方法研究氣形式,以 Matlab pde( partial differential equation)工具 體徑向軸承性能是一種有效途徑。數值解方法可以分箱為求解器,實現 Reynolds方程的計算。 如·.·············分··心···分·····如·心如·魯心·心心普·心···心·必·心·心·心·心·心·心魯● [2 Fuglsang P, Bak C, Gaunaa M, et al. Design and verifica Application Matlab optimization tool in general profiles tion of the Risg- Bl airfoil family for wind turbine[ J]. Jour- design for wind turbine airfoils nal of Solar Energy Engineering, 2004, 126: 1002-1010 WANG Xu-dong WANG Li-cun [3] Timmer W A, Van Rooi A. Summary of the delft universi Engineering Research Centre for Waste Oil Recovery Tech- ty wind turbine dedicated airfoils[ J]. Jourmal of Solar En- nology and equipment, Ministry of Education, Chongqing Technol ergy Engineering, 2003, 125: 488-496 ogy and Business University, Chongqing 400067, China [4] Bjork A. Coordinates and calculations for the FFA-Wl-xxx Abstract: Based on the optimization algorithm and optimiza FFA-W2-xox and FFA-w3-xxx series of airfoils for horizon- tion tool in Matlab, the optimization mathematical model for the In- tal axis wind turbines[ R ] FFA TN, Stockholm, tegrated expression of general profile for wind turbine airfoils was Sweden, 1990 established. By taking the optimization design of the lift and drag [5]蘇金明,張蓮花,劉波等.MA們AB工具箱應用M]. ratio of wind turbine airfoils as the objective function, taking the co- 北京:電子工業出版社,2004. eficients of the general profile control equation as design variables 6]錢翼稷.空氣動力學[M].北京:北京航空航天大學出 and taking the thickness and curve shape of the wind turbines air- 版社,2005 foils as the constraints, one airfoil with relative thickness of 18%is [7]王旭東,陳進, Wenzhong Shen,等.風力機葉片翼型型線 designed and the its performances are analyzed. The result has 集成設計理論研究[門].中國機械工程,2009,20(2): broadened the design way and method for wind turbine airfoils 211-213 Key words Matlab; wind turbine airfoil; general profile; op- [8] Drela M. XFOIL 6.8 User Primer[M]. MIT Aero astro, timization algorithm Fig 3 Tab0 Ref 8 Jixie Sheji"0298 咖收稿日期:2010-01-11;修訂日期:2010-10-25 甚金項目:嘉興市科技計劃資助項目(2008AY2021) 作者簡介:張海軍(1976—),男,山東魚臺人,講師,碩士,研究方向:氣體軸承-轉子動力學等。 Mat1ab優化工具在通用風力機翼型型線設計中的應用 舊 WANFANG DATA文獻鏈接 作者: 王旭東,王立存, WANG Xu-dong, WANG LI-cun 作者單位: 重慶工商大學,廢油資源化技術與裝備教育部工程研究中心,重慶,400067 刊名: 機械設計 ISTIC PKU 英文刊名: JOURNAL OF MACHINE DESIGN 年,卷(期) 本文鏈接http://d.g.wanfangdata.comcn/periodiCaljxsj201104005.aspx