[发明专利]一种高效低载水平轴风力机叶片专用翼型及其设计方法

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，针对应用于叶片外侧的相对厚度小于等于25%的翼型，在所述判断是否需要继续调整中间翼型的步骤中，还需进一步判断中间翼型的各气动参数是否满足如下条件：

（a）高效性：

最大升阻比：(ClCd)max>150,]]>

设计升力系数：C_ldesign>1.16；

（b）低载性：最大升力系数C_lmax和设计升力系数C_ldesign满足

（c）粗糙不敏感性：0.85≤Cldesign′Cldesign≤1,]]>

（d）良好的变工况特性：

Δα=α_stall-α_design≥5，0<Clmax-CldesignΔα<0.05,]]>|(ClCd)stall-(ClCd)max|Δα<21;]]>

（e）平滑的失速特性：

((Cl-Clmax)2α-αstall)max<0.005,0<α-αstall<10,]]>

以上各式中：

C′_ldesign为粗糙条件下翼型的设计升力系数；

C_l、C_d、C_ldesign、C_lmax、为光滑条件下设计攻角下翼型的升力系数、阻力系数、设计升力系数、最大升力系数、最大升阻比；为光

滑条件下临界失速攻角下翼型的升阻比；

α、α_stall、Δα分别为攻角、失速攻角、攻角差。