[发明专利]一种风力机叶片尖部小翼及其制备方法

说明书

本发明提供了一种风力机叶片尖部小翼，所述尖部小翼的尾缘线为平滑线，所述尖部小翼与所述风力机叶片的过渡段之间设为波浪形前缘起始平面，从所述波浪形前缘起始平面起沿着翼展方向将尖部小翼的前缘设为波浪形前缘。本发明所提供的风力机叶片尖部小翼通过设置波状前缘，在翼面形成反向旋转的流向涡对，有利于抑制叶尖涡沿翼展方向的扩展，同时在大攻角下能推迟流动分离和失速的发生，有利于进一步优化叶片尖部小翼在削弱叶尖涡影响、提升气动性能、降低叶尖噪声等方面的作用，同时增强非设计工况下的流动控制效果，能有效提升风力机叶片的发电能力和综合性能，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于风力发电机设备技术领域，具体涉及一种风力机叶片尖部波状前缘小翼及其制备方法。

背景技术

风力机是吸收风能，将风能转化为机械能的装置，叶片是风力机中最为基础和关键的部件，对于风能的转换效率起到重要作用。风力机叶片旋转时，由于叶尖压力面和吸力面存在压差，气流会由压力面绕过叶尖流到吸力面，形成叶尖涡，产生诱导阻力，造成叶尖损失，使得叶片效率降低、疲劳载荷增加以及叶尖噪声增大。通过在风力机叶片尖部安装或者设计一体化的小翼结构，可以改变叶尖区域附近的诱导速度方向，降低诱导阻力，减小叶尖涡的影响，从而提高叶片气动性能和风电机组的发电效率，降低机组的噪声等级。

现有技术中所提供的风力机叶尖小翼大多参考飞行器翼梢小翼的分析和设计方法，并未考虑偏航、风剪切、阵风、极限风况等复杂环境因素以及风力机正常运行、停机、空载和紧急停机等复杂运行工况的影响，导致现有的风力机叶尖小翼流动控制效果有限。

因此，需提供一种新型风力机叶片尖部小翼来解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种风力机叶片尖部小翼，所述尖部小翼的尾缘线为平滑线，所述尖部小翼与所述风力机叶片的过渡段之间设为波浪形前缘起始平面，从所述波浪形前缘起始平面起沿着翼展翼展方向将尖部小翼的前缘设为波浪形前缘。

本发明所提供的风力机叶片尖部小翼，还具有这样的特征，所述波浪形前缘弦长c_mod(s)为：

式中c_base(s)表示基准小翼翼型弦长，A表示弦长波浪形变化的幅值，λ表示弦长波浪形变化的波长，s表示该波浪形前缘平面沿着翼展方向与起始平面之间的距离，

其中，基准小翼指尾缘线与所述尖部小翼尾缘线重合并设有平滑前缘线的小翼。

本发明所提供的风力机叶片尖部小翼，还具有这样的特征，所述幅值A为10-100mm。

本发明所提供的风力机叶片尖部小翼，还具有这样的特征，所述幅值A与基准小翼翼型弦长的比值为0.02-0.12.

本发明所提供的风力机叶片尖部小翼，还具有这样的特征，所述波长λ为40mm-200mm。

本发明所提供的风力机叶片尖部小翼，还具有这样的特征，所述波浪形前缘与尾缘之间的过渡线不超过叶片尖部的最大厚度位置。

本发明的另一目的在于，提供一种风力机叶片尖部小翼的制备方法，所述方法用于制备如上述任一项所述的风力机叶片尖部小翼。

本发明所提供的风力机叶片尖部小翼的制备方法，还具有这样的特征，所述方法为对基准小翼进行改型，所述尖部小翼与所述基准小翼的尾缘线重合，从起始平面开始，沿着翼展方向对翼型进行改型，改型翼型形成波浪形的前缘线。

本发明所提供的风力机叶片尖部小翼的制备方法，还具有这样的特征，所述方法包括如下步骤：

S1：选定一款具有平滑前缘的叶尖小翼作为基准小翼；

S2：选定基准小翼某一位置作为波状前缘起始平面；