[发明专利]调整风力发动机叶片空气动力学特性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气动力学领域，特别涉及一种调整风力发动机叶片空气动力学特性的方法。

背景技术

传统的垂直轴风力发动机分两种，一种是变桨型风力发动机，一种是非变桨型风力发动机，其中非变桨型风力发动机相对变桨型风力发动机来说，捕捉风能的效率要大大降低，因为其叶片相对叶片支撑架不动，不能通过变桨来调整空气动力学特性，因此不同工作状况下叶片攻角不能有效调整到最佳，而变桨型风力发动机通过变桨可以使风力发动机的叶片相对风速始终维持在最佳的攻角范围之内，从而能更高效率的利用风能。但是，变桨型风力发动机中叶片和叶片支撑架之间由于加入了变桨装置，使得叶片和支撑架变成了活动连接，这种连接通常采用铰链连接，而风力发动机的工况非常复杂，有时会面临非常恶劣的台风，这种铰链连接很难承受由此所带来的巨大载荷，因此变桨机构的可靠性大大降低，而且很容易产生叶片断下的后果，使风力发动机的寿命大大降低。因此在调整风力发动机叶片空气动力学特性的方法上需要考虑如何能提高风能利用效率的同时，又能保证风力发动机的使用寿命成为当下一个重要的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的调整风力发动机叶片空气动力学特性的方法，它所采用的技术方案是：一种调整风力发动机叶片空气动力学特性的方法，所述方法包括：

a)用压缩空气给位于叶片中的内部空腔增压；

b)基于想要得到的空气动力学特性产生所期待的控制命令；

c)接到所期待的控制命令后生成动作输入；

d)将动作输入应用于气流控制装置；

e)利用气流控制装置在所述内部空腔和外部空气之间形成一个通道；并且

f)内部空腔中的压缩气体经过所述通道向空气中喷出；

g)测量喷出压缩空气对叶片空气动力学特性的影响效果；并且

h)基于测量的效果调节控制命令和动作输入。

其中步骤d)中所述的气流控制装置位于叶片后缘沿翼展方向设置的狭槽中。

本发明的有益效果是：

根据空气动力学理论，空气在流过翼型时，在翼型表面有附面层，由于逆压梯度的存在，附面层无法在整个弦长上紧贴翼型表面，在叶片靠近尾缘的部分会出现附面层分离，在分离点处转捩，并在下游产生湍流，湍流会减小叶片的升力、增大阻力，从而影响风能的利用效率。本发明通过压缩空气给位于叶片中的内部空腔增压，基于想要得到的空气动力学特性产生所期待的控制命令；接到所期待的控制命令后生成动作输入；将动作输入应用于气流控制装置；利用气流控制装置在所述内部空腔和外部空气之间形成一个通道；并且将内部空腔中的压缩气体经过所述通道向空气中喷出；接着测量喷出压缩空气对叶片空气动力学特性的影响效果；并且基于测量的效果调节控制命令和动作输入，如此循环调节达到既定的空气动力学特性。这样通过改变叶片周围特别是尾缘部分的流场从而改变叶片的空气动力学特性。它比变桨的方法要更简单且容易实施，并且不受恶劣风况的影响，同时又保证风力发动机的使用寿命。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明做进一步的说明：

实施例1

一种调整风力发动机叶片空气动力学特性的方法，所述方法包括：

a)用压缩空气给位于叶片中的内部空腔增压；

b)基于想要得到的空气动力学特性产生所期待的控制命令；

c)接到所期待的控制命令后生成动作输入；

d)将动作输入应用于气流控制装置；

e)利用气流控制装置在所述内部空腔和外部空气之间形成一个通道；并且

f)内部空腔中的压缩气体经过所述通道向空气中喷出；

g)测量喷出压缩空气对叶片空气动力学特性的影响效果；并且

h)基于测量的效果调节控制命令和动作输入。

其中步骤d)中所述的气流控制装置位于叶片后缘沿翼展方向设置的狭槽中。

本发明的实施例并不局限于此，任何本领域普通技术人员根据本发明基本精神所作出的变通改动，均属本发明的变通实施例。本发明的保护范围以权利要求书为准。