QBlade(风力发电机计算软件)

　　QBlade是一款可以计算风力发电机设计参数的软件，提供翼型设计、直接翼型分析、Polar360°外推。、叶片设计、转子/涡轮叶片动量（BEM）模拟、多参数仿真、QFEM-结构刀片设计/模态分析/静态加载、湍流风场发生器、FAST非稳态气动弹性仿真等多个功能模块，点击顶部对应的功能就可以弹出参数设置界面，从而在软件开始计算设计参数，在新版本中，QBlade已完全集成了NREL的气动弹性模拟器FAST，为了能够在QBlade内设置FAST仿真，已在QBlade中集成了用于湍流风场的发电机和用于生成简化结构模型并执行模态分析的模块，新的FAST模块可用于设置，运行和后期处理FAST仿真，如果您需要设计风力发电机就下载这款软件！

软件功能

　　QBlade是根据GPL发行的开源风力涡轮机计算软件。

　　XFOIL / XFLR5功能的集成使用户可以快速设计定制机翼并计算其性能极点，并将其直接集成到风力涡轮机转子的设计和仿真中。

　　该软件特别适合教学，因为它为HAWT和VAWT转子设计提供了“动手”设计和仿真功能，并以简单直观的方式显示了设计概念和涡轮性能的所有基本关系。

　　QBlade还包括用于转子和涡轮机仿真的广泛后处理功能，并且可以深入了解所有相关的叶片和转子变量。除此之外，最终的软件是用于风力涡轮机叶片设计的非常灵活且用户友好的平台。

　　基本功能

　　XFOIL生成或导入的极地数据外推到360°AoA

　　刀片设计和优化，包括使用XFOIL生成或导入的配置文件进行3D可视化

　　涡轮定义（转子叶片，涡轮控制，发电机类型，损耗...）

　　计算lambda（叶尖速比）范围内的转子性能

　　根据Veers模型的湍流场发生器。

　　计算lambda（叶尖速比）范围内的转子性能

　　风速范围内涡轮机性能的计算

　　基于自定义Weibull分布的年收益计算>

　　手动选择BEM（刀片元素动量）和DMS（双倍多流管）校正算法

　　多参数转子仿真。

　　数据浏览和可视化作为后期处理

　　导出所有创建的模拟数据的功能

　　刀片几何体导出功能

　　在运行时数据库中存储项目，转子，涡轮机和仿真

　　国家可再生能源实验室（NREL）的空气弹性法规AeroDyn / FAST的集成

软件特色

　　•风场发生器：使用Veers Sandia方法生成的相关时间序列

　　•QFEM模块：结构叶片设计，模态分析，静态挠度和应力

　　•FAST模块：集成了不稳定的空气动力学和结构动力学

　　•改进了各种NREL，XFLR和QBlade格式的机翼，极地，叶片几何形状，风场的导入/导出功能

　　•GUI的改进，现有模块的重构以及全新数据库和对象结构的集成，从而产生了一个更加稳定且更适合于轻松集成新模块的版本

使用说明

　　1、打开QBlade.exe软件直接进入设计界面，可以在软件界面选择计算方案

　　2、点击顶部相关的功能弹出计算界面，在右侧输入数据

　　3、定义分析、批次分析、多线程批处理分析、重置XFoil、XFoil高级设置、查看日志文件

　　4、电流极、以纯文本，NREL或XFOIL格式导入Polar、进口XFoil Polar，将所有Polars导出为AeroDyn（NREL）格式。将所有Polars导出为XFOIL格式

　　5、当前的OpPoint、cp图、Cp变量、仅显示当前Opp、Q变量、隐藏其他操作、显示无粘性曲线、XFoil当前结果

官方教程

　　通用用户界面

　　显示了QBlade的图形用户界面。它包含五个不同的组件：

　　•菜单：QBlade项目可以从文件菜单中加载，不同模块的特定菜单每个都包含导入/导出或修改相关数据对象的功能

　　•主工具栏：可以从主工具栏中访问不同的模块，每个模块都有一个符号表示。如果鼠标悬停在符号上，则会显示带有一些说明的工具提示。从这里也可以开始一个新的，打开或保存的项目

　　•模块工具栏：在模块工具栏中，可以在组合框中显示可以在模块中操作的不同对象（例如机翼，叶片等）。如果更改了组合框内的对象，则相关的组合框将更新为仅显示关联的对象（如果在翼型组合框中选择了DU-21翼型，则只有关联的极点才会显示在极性组合框中）

　　•停靠窗口：停靠窗口包含模块的所有功能。可以定义模拟或设计刀片。如果在图形中显示对象，则还可以从停靠窗口更改曲线属性（颜色，样式宽度）

　　•模块视图：有两种不同的模块视图。一个显示图形的2D窗口和一个可以渲染叶片几何形状，风场等的OpenGL窗口。

　　显示了一个典型的QBlade图，其中有一个内部图（在这种情况下为360°极坐标）。

　　内有360°极坐标曲线对象的QBlade图

　　可以通过以下方式操作图形：单击鼠标并在图形窗口内拖动曲线，或者使用鼠标滚轮放大和缩小。 在键盘上按x或y进行缩放只会缩放相应的轴。 右键单击图形可激活上下文菜单（图5，左侧）。 在图形上下文菜单中，可以更改图形类型，可以导出绘制的曲线，并且根据模块，还可以使用其他特定选项。 双击图形可激活图形设置（图5，右）。 在图形设置内部，可以选择x轴和y轴的变量。 图形的一般外观也可以在此处更改。

　　图形上下文（左）和设置菜单（右）

　　翼型设计

　　图：翼型设计模块

　　在翼型设计模块中，可以通过花键，NACA翼型发生器设计翼型，也可以通过点分布导入。 这些功能可从箔菜单访问。 该模块由XFLR5软件实现[3]。

　　NACA生成器：箔-> NACA箔

　　圆形翼型：箔->生成圆形箔

　　进口铝箔：铝箔->进口铝箔

　　将样条线存储为花键：样条线->将样条线存储为铝箔

　　直接机翼分析

　　图：直接（XFOIL）分析模块

　　在直接分析模块中，可以使用XFOIL算法创建极坐标。 要定义极地，请在模块工具栏内的翼型组合框中选择翼型，然后单击右侧停靠窗口内的Define XFOIL Polar。 定义极点后，可以通过按停靠窗口中的“分析”按钮来计算升力和阻力系数。 可以从顶部的Polars菜单导入/导出Polars。 该模块也是XFLR5软件的实现。

　　极坐标360°外推

　　图：Polar 360°外推模块

　　在360°极坐标外推模块中，可以将先前在Direct Analysis模块中创建的极坐标外推到360°迎角。 要外推极坐标，请在模块工具栏内的极坐标组合框中选择要外推的极坐标，从停靠窗口中选择外推方法（Montgomerie [4]或Viterna [5]），然后单击“新建”按钮。 您可以使用A +，B +，A-和B-滑块以及CD90（以90°AoA拖动）或AR（长宽比）数字编辑来调整极性形状。 要保存360°极坐标，请单击“保存”按钮。 可以从360 Polar菜单导入/导出360 Polar。

　　叶片设计

　　图：刀片设计模块

　　在叶片设计模块内部，叶片可以由机翼和360°极轴设计。 仅当数据库中至少存在一个360°极性时才能创建刀片。 要开始刀片设计，请单击“新建”按钮。 现有刀片可通过“编辑”按钮进行编辑。 可以在“ Blade / Rotor”（叶片/转子）菜单中找到.stl几何文件，叶片表或WT_Perf或AeroDyn叶片文件的导入/导出功能。

　　转子/涡轮叶片动量（BEM）模拟

　　图：转子BEM仿真模块

　　转子/涡轮仿真模块执行转子或涡轮的叶片要素动量法仿真。 转子仿真仅包含无量纲变量，例如叶尖速比或功率系数。 在通过涡轮机仿真模块内的转子定义了涡轮机对象后，可以执行无因次仿真（功率，风速等）。 通过停靠窗口中的“定义模拟”按钮定义模拟。 在使用“开始模拟”开始模拟之前，必须定义一系列的叶尖速比或风速。 可以通过右键单击图形并选择：当前图形->导出图形来导出仿真结果，这会将图形内部绘制的所有曲线导出为.txt或.csv文件。