馬格努斯風力機轉柱之最佳化設計

運用馬格努斯效應的風力機比較一般常用傳統的葉片風力機有幾個優勢(1)在低風速(＜ 6 m/s)與風速不穩定的情況下仍然有輸出，使得其操作範圍是從2 到40 m/s 而不是一般葉片風力機的5 到25 m/s。(2)馬格努斯風力機的轉速比起葉片風力機低約2 到3 倍，這樣可以確保其運轉上的安全性，也不會產生惱人的噪音或飛鳥的傷害等環保的問題。(3)馬格努斯風力機的空氣動力特性使得其具有自我調控能力，可以防止過高的轉速所造成的離心力傷害葉片。特別是當風速高於35 m/s 時，只要調控轉柱自轉速度就可以降低馬格努斯力而產生轉子煞車的作用。但是，為了能夠完整獲得馬格努斯風力機的好處，降低轉柱的阻力與升力的比值至為關鍵。我們希望能透過改變轉柱表面的樣貌，雖然可能提高所受的阻力，但如果能將升力提高的程度大過阻力，則仍然可以降低阻升比。轉柱表面樣貌的改變可以分成三種型式：(1)螺旋肋、(2)導流尾座、(3)擾流凹洞，各自有四種變因的參數。為了降低實驗次數，我們擬採用田口氏實驗法則，並從中找到最佳參數組合與使用型式。如果要得到更準確的參數值，可以使用實驗數據訓練並建構出一類神經網路。最後，使用方形分割(DIRECT)搜尋法配合此類神經網路，找到準確的參數組合，使得阻升比能降到最低。

系統編號:PB10507-1874
原計畫編號:MOST105-2221-E182-058