基于Kriging代理模型的串列雙翼型氣動(dòng)降載優(yōu)化武漢科技大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院武漢科技大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院武漢科技大學(xué)高性能鋼鐵材料及其應(yīng)用省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心22風(fēng)力機(jī)發(fā)展及大型化趨勢(shì)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于能源的需求日益增加，全球范圍內(nèi)一度出現(xiàn)了能源短缺危機(jī)。海上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)在我國屬于清潔能源戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)和科技先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，己納入《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》與《“十四五”海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》的相關(guān)任務(wù)之列，始終受到黨中央、國務(wù)院的高度重視，陸續(xù)出臺(tái)了一系列相關(guān)支持政策。隨著陸上風(fēng)電開發(fā)趨于飽和，越來越多沿海國家安裝海上風(fēng)機(jī)，海上風(fēng)電成為風(fēng)能開發(fā)的熱點(diǎn)。33風(fēng)機(jī)名稱時(shí)間/年份風(fēng)機(jī)名稱時(shí)間/年份葉片長度/米VestasV164-9.5MWMHIVestasV236-15.0MW風(fēng)-浪運(yùn)行工況復(fù)雜提高輸出功率超長葉片（主流）柔性增大、剛度降低風(fēng)-浪運(yùn)行工況復(fù)雜提高輸出功率超長葉片（主流）柔性增大、剛度降低海上風(fēng)力發(fā)電44雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力機(jī)發(fā)展新型漂浮式雙轉(zhuǎn)子海上風(fēng)力機(jī)新型漂浮式雙轉(zhuǎn)子海上風(fēng)力機(jī)海上風(fēng)力發(fā)電改進(jìn)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)（潛力）雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用掠過前輪葉片的尾流提高風(fēng)能利用系數(shù)雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力機(jī)對(duì)海上風(fēng)力發(fā)電具有巨大潛力5停機(jī)工況下風(fēng)力機(jī)降載方法雙翼型雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力機(jī)雙翼型雙轉(zhuǎn)子風(fēng)力機(jī)機(jī)理易分析計(jì)算時(shí)間短工況易設(shè)計(jì)計(jì)算成本低雙變槳雙偏航葉片降載復(fù)雜三維流場(chǎng)二維翼型簡(jiǎn)化尾流影響槳距角偏航角機(jī)理易分析計(jì)算時(shí)間短工況易設(shè)計(jì)計(jì)算成本低雙變槳雙偏航葉片降載復(fù)雜三維流場(chǎng)二維翼型簡(jiǎn)化尾流影響槳距角偏航角停機(jī)工況下，尋找串列雙翼型最優(yōu)降載工況時(shí)設(shè)計(jì)降載工況數(shù)6技術(shù)路線訓(xùn)練更新模型末模型否最優(yōu)降載工況Kriging數(shù)學(xué)代理模型是下游翼型風(fēng)攻角上游翼型風(fēng)攻角流場(chǎng)特性機(jī)理分析數(shù)值計(jì)算構(gòu)建均勻?qū)嶒?yàn)樣本最優(yōu)降載工況Kriging數(shù)學(xué)代理模型是下游翼型風(fēng)攻角上游翼型風(fēng)攻角流場(chǎng)特性機(jī)理分析數(shù)值計(jì)算構(gòu)建均勻?qū)嶒?yàn)樣本7數(shù)值模擬設(shè)置三分力系數(shù)三分力系數(shù) ucl三分力系數(shù)三分力系數(shù) ucl網(wǎng)格數(shù)量（w） 0.00000.00050.00100.00150.00200.0025-0.4-0.42.02.00.80.00.40.80.00.4100層邊界層，上游翼型尾緣與下游翼型前緣間距10c,均8-15°+15°9數(shù)值模擬設(shè)置Kriging元模型Kriging模型驗(yàn)證L-L工況L-T工況T-L工況T-L工況T-T工況T-T工況Kriging模型驗(yàn)證L-L工況T-L工況T-T工況T-L工況T-T工況Kriging模型驗(yàn)證L-L工況L-T工況T-L工況T-T工況上游翼型最大均方誤差不超過0.015，相鄰兩工況下對(duì)應(yīng)MSE值差別較大上游翼型/下游翼型大攻角下MSE值較大，小攻角下MSE值較小 上游翼型/下游翼型大攻角下MSE值較大，小攻角下MSE值較小Kriging模型驗(yàn)證L-L工況L-T工況T-L工況T-T工況MSE值波動(dòng)穩(wěn)定整體設(shè)計(jì)域合力系數(shù)預(yù)測(cè)↓整體設(shè)計(jì)域合力系數(shù)預(yù)測(cè)↓!模型更新的必要性Kriging模型更新…合力系數(shù)樣本值：CFA合力系數(shù)預(yù)測(cè)值：CFK…更新采樣點(diǎn)更新采樣點(diǎn)上游攻角/°下游攻角/°CFA上游/下游CFK上游/下游相對(duì)誤差/%00336699……以L-L工況為例，通過不斷更新，最終得到誤差收斂的末模型最優(yōu)降載工況搜索串列雙翼型合力系數(shù)：Kriging模型合力系數(shù)預(yù)測(cè)最小值：0.0229，對(duì)應(yīng)上游翼型攻角0°,下游翼型攻角181°降載工況流場(chǎng)特征來流上游翼型表面均為附著流狀態(tài)下游翼型表面均為附著流狀態(tài)，鈍體處存在兩個(gè)小旋渦脫落上游翼型對(duì)下游翼型無明顯影響上游翼型表面均為附著流狀態(tài)下游翼型表面均為附著流狀態(tài)，鈍體處存在兩個(gè)小旋渦脫落上游翼型對(duì)下游翼型無明顯影響上游翼型表面均為附著流狀態(tài)，下游翼型表面存在大尺度旋渦上游翼型上表面來流對(duì)下游翼型 結(jié)論及展望lKriging模型在連續(xù)設(shè)計(jì)域中所得預(yù)測(cè)值與樣本實(shí)際值誤差在6%以內(nèi)，數(shù)學(xué)代理模型預(yù)測(cè)串列雙翼型靜氣動(dòng)力系數(shù)可行性較高。l以串列雙翼型合力系數(shù)值最小為降載最優(yōu)，由Kriging數(shù)學(xué)代理模型預(yù)測(cè)得到的最優(yōu)降載工況為上游翼型攻角0°,下游翼型攻角181°,最不利降載工況為上游翼型攻角+15l結(jié)合串列雙翼型樣本值、Kriging數(shù)學(xué)代理模型預(yù)測(cè)值和流場(chǎng)分析可知，上游翼型處于小攻角時(shí)對(duì)下游翼型無明顯影響，大攻角時(shí)下游翼型上下表面流場(chǎng)主要受上游翼型上表面流場(chǎng)干擾。l基于數(shù)值計(jì)算和Kriging數(shù)學(xué)代理模型的串列雙翼型靜氣動(dòng)力分析大大減少了計(jì)算工作量，能夠應(yīng)用于串列雙翼型的最優(yōu)降載工況搜索，對(duì)