风力机叶片作为汲取风能的关键部件,其性能的好坏直接影响风能的利用率和风电开发的经济性。叶片的设计是风力发电系统中的关键技术,它的外形、结构和受力相当复杂。本文设计以叶素-动量理论为基础,对水平轴风力发电机叶片进行了参数化设计与分析,并基于MATLAB进行了软件开发,主要研究工作如下:1)软件平台的总体设计。基于MATLAB GUI进行图形用户界面设计和编程。该软件平台的总体设计包括两大模块:叶片气动外形设计和叶片参数化建模,并介绍了软件开发的设计流程。此软件的平台大大提高叶片设计的计算效率和实体的建模,以利于叶片的进一步分析。2)叶片气动外形设计模块。此模块提供叶片气动外形优化设计的功能。基于Wilson理论,确定叶片气动设计的总体参数,并建立优化设计数学模型。以MATLAB为工具计算叶片外形参数,综合考虑叶尖损失和轴向、切向干涉因子对叶片空气动力学性能的影响,对计算结果进行修正处理,使之符合制造、工艺等要求。3)叶片参数化建模。主要包括叶片几何外形模块、主梁输入模块和数据输出模块。模块实现对叶片气动设计参数进行翼型空间坐标变换,生成叶片参数化建模的图形用户界面,实现在Pro/E软件中生成实体模型的功能。此外,本文还进行了叶片内部结构的初步设计。4)叶片的气动性能仿真与有限元分析。通过CFD软件对叶片的气动性能进行了仿真,反应了风力机叶片的气动特性;利用ANSYS有限元分析软件,对叶片进行了静力分析和停机状态下的模态分析,计算了叶片的位移、应力、应变云图以及前六阶固有频率、各阶振型图,为避免叶片发生共振、提高叶片使用寿命提供了参考依据。