風(fēng)力機(jī)組葉片的先進(jìn)翼型族設(shè)計(jì)

黎作武，陳 江，陳 寶，陳大斌

（1.中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心，四川 綿陽(yáng)621000；2.北京航空航天大學(xué)仿真中心，北京100096；3.中國(guó)航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院，黑龍江 哈爾濱100034；4.航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院，北京100074）

0 引 言

風(fēng)電葉片是風(fēng)電機(jī)組的核心部件，約占整個(gè)機(jī)組成本的20%，其自主設(shè)計(jì)的技術(shù)難度較大。葉片設(shè)計(jì)是由沿葉高各截面翼型族積迭而成，其氣動(dòng)性能將由各截面翼型氣動(dòng)性能體現(xiàn)，所以翼型的空氣動(dòng)力學(xué)問題既是葉片氣動(dòng)性能關(guān)鍵，也是整個(gè)風(fēng)電機(jī)組性能的基礎(chǔ)、核心。

本項(xiàng)目研究以設(shè)計(jì)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)力機(jī)翼型族和建立相關(guān)技術(shù)能力為目標(biāo)，通過翼型氣動(dòng)設(shè)計(jì)、CFD數(shù)值分析和地面風(fēng)洞試驗(yàn)及葉片設(shè)計(jì)驗(yàn)證，形成風(fēng)力機(jī)翼型族自主設(shè)計(jì)能力，并將研發(fā)翼型族應(yīng)用于風(fēng)電葉片設(shè)計(jì)中，將對(duì)我國(guó)發(fā)展新型高效的大型風(fēng)力機(jī)葉片、提高國(guó)內(nèi)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力均具有重要的意義。

1 風(fēng)力機(jī)組葉片的先進(jìn)翼型族

所謂先進(jìn)風(fēng)力機(jī)翼型族，主要針對(duì)傳統(tǒng)的航空翼型系列而言。在風(fēng)力機(jī)發(fā)展過程中形成的一些翼型族技術(shù)指標(biāo)，對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行性能有較大的影響。符合風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)要求的專用翼型族可稱為先進(jìn)翼型族。

在風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展過程中，人們逐步認(rèn)識(shí)到風(fēng)力機(jī)先進(jìn)翼型族的重要性。早期，由于航空翼型已經(jīng)大量存在并且相當(dāng)成熟，風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)自然直接選用了優(yōu)秀成熟的航空翼型，如NACA44××、NACA23×××、NACA63×××系列翼型等，這些已知翼型具有高的最大升力系數(shù)、低阻力、低扭距等性能，能夠有效提高風(fēng)輪的最大風(fēng)能利用效率。……