Modeling and Optimization of Power Coefficient Using Statistical Design of Experiment Method

Md. Arifujjaman

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Modeling and Optimization of Power Coefficient Using Statistical Design of Experiment Method

机译：基于实验方法统计设计的功率系数建模与优化

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The main objective of this paper is to model the power coefficient in order to optimize the design of a horizontal axis wind turbine rotor to ensure the optimum aerodynamic power production, based on statistical Design of Experiment (DOE). Sophisticated aerodynamics of the wind turbine and blade geometry is discussed and used to generate the optimum chord and twist distribution of the rotating blades. The dependent variables for the power coefficient are found to be as the pitch angle, number of blades, and chord and twist distribution. A nonlinear model of the power coefficient based on the dependent variable and their interactions is investigated with the adoption in a 2~K factorial design. The significance of the variables as well as the power coefficient model is ensured by the analysis of variance table and scree plots. Interaction plots revealed that the high value of pitch angle and low value of number of blades has the dominant contribution on the power coefficient, while chord and twist distribution is less significant. The results obtained can be used for feasibility study, optimization, and control of the wind turbine system.

机译：本文的主要目的是基于统计实验设计（DOE）对功率系数建模，以优化水平轴风力涡轮机转子的设计，以确保最佳的空气动力发电。讨论了风力涡轮机的复杂空气动力学特性和叶片几何形状，并将其用于生成旋转叶片的最佳弦和扭曲分布。发现功率系数的因变量为桨距角，叶片数量以及弦和扭曲分布。研究了基于因变量及其相互作用的功率系数非线性模型，并采用2〜K因子设计。通过方差表和卵石图的分析，确保了变量以及功率系数模型的重要性。交互作用图显示，桨距角的高值和叶片数量的低值对功率系数起主要作用，而弦和扭曲分布的影响较小。获得的结果可用于风力涡轮机系统的可行性研究，优化和控制。

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来源
《Wind Engineering》 |2011年第6期|p.687-702|共16页
作者
Md. Arifujjaman;
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作者单位

Senior Power Electronics Engineer South Windsor, CT, 06074 -2419, USA;

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收录信息美国《工程索引》(EI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
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