[发明专利]风力发电机叶尖专用翼型

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力机部件，特别涉及一种风力发电机叶尖专用翼型。

背景技术

风能作为一种绿色能源，是解决能源问题、改善生态环境和减少二氧化碳排放的有效手段。风力机是将风能转化为电能等能源的中间设备，风力机依靠风轮叶轮汲取风能，叶轮的叶片翼型的气动性能直接影响着风力机风能利用的效率。

由于三维效应的影响，风力机叶片的叶尖区域往往产生复杂的流动现象，特别是叶尖涡的产生会使速度亏损值增加，风轮功率下降。在不增大风力机叶轮直径的情况下，对于风力机叶尖翼型性能的研究对提高风力机的发电功率有着非常重要的影响。

研究表明：对于大型风力机来说，具有较大的最大升力系数的翼型对减小风轮实度，增大启动力矩都有积极的作用。为使风力机的年输出功率得到提高，使单位发电量成本降低，在风力机叶片的叶尖部分应该使用拥有较高的最大升力系数的翼型。同时风力机翼型的阻力系数应该保持在一个较低的范围内，这体现为较高的升阻比系数。并且，由于叶尖翼型的失速特性对整个叶轮的动力学性能会产生巨大的影响，从而又影响到整个叶轮的结构设计，所以叶尖翼型的失速特性显得十分重要。为了减小叶片的气动力激励，如失速震颤等，应当使用具有较平缓失速性能的翼型。风力机风轮直径越大，高升力且拥有平缓失速性能的叶尖翼型就显得越为重要。另外，由于风力机叶片表面容易受到粉尘污染、昆虫污染、结冰和风蚀而破坏表面光洁度，使叶片表面变得粗糙，特别当翼型前缘粗糙时将导致翼面边界层转捩位置前移，转捩后边界层厚度增加，减少了翼型的弯度，从而减小最大升力系数，严重影响翼型的气动特性，所以还应该考虑翼型的前缘粗糙度敏感性。

然而，失速性能平缓的翼型的最大升力系数一般都比较小，而具有较大的最大升力系数的翼型又往往具有十分尖锐的失速性能。而即使两者都能够达到设计要求，翼型的气动性能仍有可能受到较大阻力系数或前缘粗糙度的影响。

因此，目前需要提出一种具有较大的最大升力系数，最大升阻比，失速性能平稳，而且前缘部分粗糙度增加后依然能够保持良好气动性能的叶尖翼型，以适用于风力发电机叶片。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种风力发电机叶尖专用翼型，具有较大的最大升力系数，最大升阻比，失速性能平稳，而且前缘部分粗糙度增加后依然能够保持良好气动性能的叶尖翼型，以适用于风力发电机叶片。

本发明的一种风力发电机叶尖专用翼型，翼型采用PARSEC翼型表达方法，方程为其中k＝1时表示上翼面，k＝2时表示下翼面，为翼面Z轴坐标，X为弦长方向的位置，为决定翼型形状的参数；将参数0.01＜r＜0.16、0.1＜X_up＜0.5、0.02＜Z_up＜0.3、0＜Z_xxup＜4、0.1＜X_dw＜0.5、0.05＜Z_dw＜0.3、0＜Z_xxdw＜5、0°＜θ＜30°和5°＜β＜30°代入可得以下2组6元方程组：

方程组一

a11=2r]]>

ZPARSEC1|x=1=0]]>

ZPARSEC1|x=Xup=Zup]]>