一种高效低载水平轴风力机叶片专用翼型及其设计方法

摘要

本发明公开了一种水平轴风力机叶片专用翼型的设计方法及基于该方法得到的水平轴风力机叶片专用翼型，所述设计方法基于反设计方法，设计出的翼型具有高效低载、良好的变工况特性及平滑失速特性。本发明的有益效果是：第一、改变传统的翼型设计目标，提出一种具有高效低载、良好的变工况特性及平滑失速特性的水平轴风力机叶片专用翼型应具有的气动特性：具有高的最大升阻比、高的设计升力系数、具有较低的最大升力系数、在前缘粗糙条件下设计升力系数下降较小以及良好的变工况特性和平滑失速特性。第二、采用反设计方法来实施高效低载、良好的变工况特性及平滑失速特性的水平轴风力机叶片专用翼型设计。第三、针对应用风力机叶片外侧的相对厚度小于等于25%翼型，提出相应的气动参数设计指标。

主权项

一种水平轴风力机叶片专用翼型的设计方法，基于通用的翼型反设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：给定翼型目标压力分布和初始基本翼型；调整基本翼型的压力分布得到中间翼型；使用Euler方程计算中间翼型的压力分布；比较中间翼型的压力分布和目标压力分布，根据二者的差异程度来判断是否需要继续调整中间翼型，如果所述差异程度在允许的误差范围内，则终止所述调整，得到目标翼型，否则，继续调整中间翼型的压力分布，直至中间翼型的压力分布满足要求为止；其中，所述的翼型目标压力分布包括设计攻角下的翼型目标压力分布和临界失速攻角下的翼型目标压力分布：在所述设计攻角下的翼型目标压力分布中，吸力面上的压力峰值在距离翼型前缘点1‑25%弦长位置处，从翼型吸力面前缘到40%弦长位置都具有平缓的逆压梯度，以获得小的阻力系数及高的设计升力系数；在所述临界失速攻角下的翼型目标压力分布中，吸力面上的压力峰值在距离翼型前缘点0‑1%弦长位置处，以控制翼型的最大升力系数；设计过程中，约束翼型最大厚度位置在34.0%‑37.0%弦长位置处。