[发明专利]一种复合翼型风力机叶片

说明书

本发明提供了一种复合翼型风力机叶片，包括：翼型叶片主体，用于构成风力机叶片主体；以及微小翼型叶片，加装在翼型叶片主体上，微小翼型叶片置于翼型叶片主体的前缘点附近，且加装在翼型叶片主体的吸力面上，其中，微小翼型叶片的结构参数通过多岛遗传算法进行优化得到，结构参数包括微小翼型叶片的弦长L、微小翼型叶片与翼型叶片主体之间的间隔高度H、微小翼型叶片的前缘点与翼型叶片主体的前缘点之间的相对距离P以及微小翼型叶片与翼型叶片主体的弦线所在平面之间的角度β，弦长L＝0.0031c，间隔高度H＝0.135c，相对距离P＝0.012c，角度β＝18°。

技术领域

本发明属于风力机风电技术领域，具体涉及一种复合翼型风力机叶片。

背景技术

风能已经成为主要的可再生能源，为提高风力机的风能捕获量，可增加原本风力机的尺寸，增大风力机叶片的旋转半径。而通过将风力机的叶片半径不断增长来解决风能捕获量的问题的同时也带来其他的问题：1.风力机叶片的疲劳载荷：常导致负载过度，运行可靠性下降，具有一定的危险性；2.叶根处常常发生失速现象，导致风力机的升力下降，阻力增加，流动分离加剧等；3.大型化的风力机在运行中，产生巨大的噪音污染，往往会给人类生活来很多危害。因此需通过相关技术手段研究解决大型风力机的过度负载、流动分离和噪音等问题。

在解决上述问题的过程中流动控制技术逐渐发展起来，主要分为两类：一类是用“形”决定“流”，即通过改变翼型的外形来改变流场的运动；一类是在翼型上附加外部能量，用以改变翼型流场中的能量分布。往往用有无外在能量附加来区分流动控制方法为主动控制/被动控制。

鉴于此，专利号为201120047460.1，名称为“一种通过驻涡控制失速的风力机叶片”的专利，通过气流在叶片上表面的凹坑形成的固定的旋涡，使叶片上表面的分离能够得到控制，并在其上表面形成涡升力来达到提升翼型失速攻角的目的。申请号为201520369024.4，名称为“一种可防失速的垂直轴风力机”的专利，通过利用风机旋转产生的自身离心力，拉动杠杆扩大拉力使内外摩擦片接触减速，从而防止叶片的失速、在强风或者不安全风速下保护风机的工作。通过叶片表面上凹坑形成固定旋涡和利用风机自身离心力拉动杠杆使内外摩擦片接触减速在改善叶片的失速特性方面有一定的效果，但结构复杂、成本高，同时没有考虑噪声效果。且复杂的控制系统和结构也会降低风力机叶片运行的可靠性。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种复合翼型风力机叶片。

本发明提供了一种复合翼型风力机叶片，具有这样的特征，包括：翼型叶片主体，用于构成风力机叶片主体；以及微小翼型叶片，加装在翼型叶片主体上，微小翼型叶片置于翼型叶片主体的前缘点附近，且加装在翼型叶片主体的吸力面上，其中，微小翼型叶片的结构参数通过多岛遗传算法进行优化得到，结构参数包括微小翼型叶片的弦长L、微小翼型叶片与翼型叶片主体之间的间隔高度H、微小翼型叶片的前缘点与翼型叶片主体的前缘点之间的相对距离P以及微小翼型叶片与翼型叶片主体的弦线所在平面之间的角度β，弦长L＝0.0031c，间隔高度H＝0.135c，相对距离P＝0.012c，角度β＝18°。

在本发明提供的复合翼型风力机叶片中，还可以具有这样的特征：其中，翼型叶片主体和微小翼型叶片的材料均为玻璃钢。

在本发明提供的复合翼型风力机叶片中，还可以具有这样的特征：其中，进行结构参数优化时，弦长L的约束范围为0.003c≤L≤0.007c，间隔高度H的约束范围为0.05c≤H≤0.015c，相对距离P的约束范围为-0.01c≤P≤0.015c，角度β的约束范围为-10°≤β≤20°。

发明的作用与效果