[發明專利]垂直軸風力發電機的葉片優化設計方法

有效

• 申請號: 202110034865.X
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112836308B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 周岱;韓兆龍;王磊;陳耀然;蘇捷;楊夢姚;戴孟祎;王巖
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;F03D3/06;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陳忠輝

1.垂直軸風力發電機的葉片優化設計方法，其特征在于：在葉片垂直放置的狀態下，保持葉片上表面與下表面垂直重疊，葉片在任意位置的水平剖面相同，并且，任意水平剖面的對稱線均處于同一立面，以葉片半高位置為對稱面，將葉片前緣沿葉片運行時的旋轉方向前移，形成一母線為也處于所述同一立面的上下對稱的弧線的C形葉片；然后，通過連接桿將數個所述C形葉片與旋轉軸連接構建成發電機轉子，建立流體力學數值計算域模型，以葉片半高位置的突出度ΔD為變量，以葉片功率系數C_p為考核量，采用數值模擬計算，找到功率系數C_p明顯提高時的ΔD取值范圍，將其與葉片高度H相比，從而確定優化后的葉片構造形式；其中，

所述突出度ΔD以葉片高度H的1/320為增幅步長，計算每步的葉片功率系數，將其與ΔD=0時的葉片功率系數相比較，得出各步功率系數C_p的變化率；所述流體力學數值計算域模型是，以轉子旋轉直徑D為標準，計算流場的水平面是10D╳20D矩形區域，旋轉軸1處于距入口5D的中心位置，計算域高度為5H；所述數值模擬計算，采用改進的延遲脫落分離渦模型進行模擬計算。

2.根據權利要求1所述的垂直軸風力發電機的葉片優化設計方法，其特征在于：當ΔD／H的比值為1/100～2.5/100時，葉片功率系數C_p明顯提高。

3.根據權利要求2所述的垂直軸風力發電機的葉片優化設計方法，其特征在于：當ΔD／H的比值為1.85/100～1.9/100時，葉片功率系數C_p達到最大，此時的葉片構造形式為最優狀態。

4.根據權利要求1所述的垂直軸風力發電機的葉片優化設計方法，其特征在于：所述發電機轉子包含3個所述C形葉片，各葉片之間沿周向均勻分布。