[实用新型]一种椭圆钝后缘翼型

说明书

一种椭圆钝后缘翼型，为关于弦长对称的椭圆钝后缘翼型；该椭圆钝后缘翼型的相对厚度为50％；后缘厚度为27.27％弦长。最大相对厚度位置距前缘点为54.54％弦长。本实用新型所采取的钝后缘能够有效提高叶片的刚度，减小了翼型吸力面后段的压力梯度，延迟了湍流分离，有利于提高翼型的升力系数和失速攻角，并且前缘粗糙度敏感性低，故本实用新型能够作为目前普遍使用的风力机叶片根部翼型的替代品。

技术领域

本发明属于风机叶片剖面翼型设计技术领域，具体涉及一种能承受较大载荷、失速攻角大且前缘粗糙度敏感性低的大厚度风力机叶片根部翼型。

背景技术

随着世界能源问题的日益突出，风能作为环境友好可再生资源得到了迅猛发展，叶片设计是风机设计的核心技术，叶片性能决定了风能利用率、载荷特性、噪声水平等，其中叶片剖面翼型是决定叶片性能最重要的因素。因此高性能风力机翼型设计，对于提高叶片风能捕获能力、降低叶片重量和系统载荷有着重要意义。

国内外很多机构都进行了风力机叶片先进翼型族的设计研究，美国和欧洲先后发展出了S系列、DU系列、RIS系列、FFA系列、AH系列等翼型族，这些翼型中，部分翼型缺乏高雷诺数下的实验验证，部分翼型在较大粗糙度时气动性能下降严重，这些翼型族都是针对叶片从根部到尖部不同站位设计出的不同厚度的翼型。一般而言风力机翼型主要考察的指标有结构特性、几何兼容性、气动特性、失速特性和前缘粗糙度敏感性，具体而言，结构特性指承受载荷和疲劳的能力，几何兼容性指风力机叶片中从根部到尖部不同厚度翼型之间的过渡性，气动特性指叶片中翼型的升阻力系数以及升阻比的大小，失速特性指翼型失速前后气动特性的变化情况，前缘粗糙度敏感性指翼型前缘污染物使得翼型提前发生湍流分离并导致最大升力系数降低的幅度。对于风力机叶片根部翼型而言，既要稳定提供升力又要承担整个叶片上的载荷，因此该处的翼型需要有良好的结构特性和几何兼容性、较高的气动特性、缓失速特性以及前缘粗糙敏感性低等特点。

国内风力机翼型设计研究起步较晚，但吸收国外先进经验，发展较快。西北工业大学在专利号为CN2011100023215.1的发明专利中提出了一种用于兆瓦级风力机叶片的翼型，公开了一族用于兆瓦级风力机叶片的翼型，共包括7个翼型，用于叶片根部的翼型的相对厚度为40％，相对厚度不大。

西北工业大学在申请号为201610164779.X的发明创造中提出了一种适用于5-10兆瓦风力机叶片的翼型，共包括8个翼型，用于根部的过渡翼型的相对厚度为50％和60％，尾缘厚度为12％和15％，具有高升力和高升阻比，在高雷诺数下也拥有较大的最大升力系数与升阻比，但失速特性一般。

中国科学院工程热物理研究所在申请号为CN201020677153.7的发明创造中提出了一种风力机叶片翼型族，在申请号为CN201310234549.2]的发明创造中提出了一族大厚度钝尾缘风力机翼型及其设计方法，该翼型族包含相对厚度依次为45％、50％、55％和60％，尾缘厚度依次为7％、9％、12％和16％的四种翼型，被设计用于叶片根部以取代传统的圆柱型结构，从而提高叶片性能，这四种翼型的最大失速攻角只有8度。

在申请号为CN201610546194.4的发明创造中提出了一种大型风力机叶片的厚翼型族，共包括8个翼型，相对厚度分别为35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％及70％，尾缘厚度依次为2.8％、4.5％、8.0％、12％、16％、20％、24％和28％，其中相对厚度35％的翼型失速攻角最大，可以达到12.5°，其次是相对厚度50％的翼型，失速攻角为11.5°。

北京国电联合动力技术有限公司在申请号为CN201310283675.7的发明创造中提出了一种大型风机的大厚度钝尾缘翼型叶片，公开了一个根部翼型相对厚度达65％-75％的风力机叶片，该翼型尾缘厚度为25％-35％，失速攻角为10°。上述大厚度风力机翼型，由于有弯度或者负加载，精度要求较高，制作困难，一旦有偏差，会对翼型的气动性能产生一定的影响，而且普遍失速攻角较小。