[實用新型]一種橢圓鈍后緣翼型

有效

• 申請號: 201820179711.3
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN208123004U
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 高永衛;任玉潔;師堯
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F03D80/00
• 分類號: F03D80/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

一種橢圓鈍后緣翼型，為關于弦長對稱的橢圓鈍后緣翼型；該橢圓鈍后緣翼型的相對厚度為50％；后緣厚度為27.27％弦長。最大相對厚度位置距前緣點為54.54％弦長。本實用新型所采取的鈍后緣能夠有效提高葉片的剛度，減小了翼型吸力面后段的壓力梯度，延遲了湍流分離，有利于提高翼型的升力系數和失速攻角，并且前緣粗糙度敏感性低，故本實用新型能夠作為目前普遍使用的風力機葉片根部翼型的替代品。

技術領域

本發明屬于風機葉片剖面翼型設計技術領域，具體涉及一種能承受較大載荷、失速攻角大且前緣粗糙度敏感性低的大厚度風力機葉片根部翼型。

背景技術

隨著世界能源問題的日益突出，風能作為環境友好可再生資源得到了迅猛發展，葉片設計是風機設計的核心技術，葉片性能決定了風能利用率、載荷特性、噪聲水平等，其中葉片剖面翼型是決定葉片性能最重要的因素。因此高性能風力機翼型設計，對于提高葉片風能捕獲能力、降低葉片重量和系統載荷有著重要意義。

國內外很多機構都進行了風力機葉片先進翼型族的設計研究，美國和歐洲先后發展出了S系列、DU系列、RIS系列、FFA系列、AH系列等翼型族，這些翼型中，部分翼型缺乏高雷諾數下的實驗驗證，部分翼型在較大粗糙度時氣動性能下降嚴重，這些翼型族都是針對葉片從根部到尖部不同站位設計出的不同厚度的翼型。一般而言風力機翼型主要考察的指標有結構特性、幾何兼容性、氣動特性、失速特性和前緣粗糙度敏感性，具體而言，結構特性指承受載荷和疲勞的能力，幾何兼容性指風力機葉片中從根部到尖部不同厚度翼型之間的過渡性，氣動特性指葉片中翼型的升阻力系數以及升阻比的大小，失速特性指翼型失速前后氣動特性的變化情況，前緣粗糙度敏感性指翼型前緣污染物使得翼型提前發生湍流分離并導致最大升力系數降低的幅度。對于風力機葉片根部翼型而言，既要穩定提供升力又要承擔整個葉片上的載荷，因此該處的翼型需要有良好的結構特性和幾何兼容性、較高的氣動特性、緩失速特性以及前緣粗糙敏感性低等特點。

國內風力機翼型設計研究起步較晚，但吸收國外先進經驗，發展較快。西北工業大學在專利號為CN2011100023215.1的發明專利中提出了一種用于兆瓦級風力機葉片的翼型，公開了一族用于兆瓦級風力機葉片的翼型，共包括7個翼型，用于葉片根部的翼型的相對厚度為40％，相對厚度不大。

西北工業大學在申請號為201610164779.X的發明創造中提出了一種適用于5-10兆瓦風力機葉片的翼型，共包括8個翼型，用于根部的過渡翼型的相對厚度為50％和60％，尾緣厚度為12％和15％，具有高升力和高升阻比，在高雷諾數下也擁有較大的最大升力系數與升阻比，但失速特性一般。

中國科學院工程熱物理研究所在申請號為CN201020677153.7的發明創造中提出了一種風力機葉片翼型族，在申請號為CN201310234549.2]的發明創造中提出了一族大厚度鈍尾緣風力機翼型及其設計方法，該翼型族包含相對厚度依次為45％、50％、55％和60％，尾緣厚度依次為7％、9％、12％和16％的四種翼型，被設計用于葉片根部以取代傳統的圓柱型結構，從而提高葉片性能，這四種翼型的最大失速攻角只有8度。

在申請號為CN201610546194.4的發明創造中提出了一種大型風力機葉片的厚翼型族，共包括8個翼型，相對厚度分別為35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％及70％，尾緣厚度依次為2.8％、4.5％、8.0％、12％、16％、20％、24％和28％，其中相對厚度35％的翼型失速攻角最大，可以達到12.5°，其次是相對厚度50％的翼型，失速攻角為11.5°。

北京國電聯合動力技術有限公司在申請號為CN201310283675.7的發明創造中提出了一種大型風機的大厚度鈍尾緣翼型葉片，公開了一個根部翼型相對厚度達65％-75％的風力機葉片，該翼型尾緣厚度為25％-35％，失速攻角為10°。上述大厚度風力機翼型，由于有彎度或者負加載，精度要求較高，制作困難，一旦有偏差，會對翼型的氣動性能產生一定的影響，而且普遍失速攻角較小。