一种基于分形优化的可改善失速特性的风力机叶片制造技术

一种基于分形优化的可改善失速特性的风力机叶片，包括相对来流方向位于前部的叶片主体和相对来流方向位于后部的叶片尾缘，叶片尾缘上分布有多个弹片和具有分形结构的分形孔，弹片设置在分形孔的吸力面侧，受叶片压力面和吸力面压差的作用而呈闭合或开启状态，分形孔贯穿压力面和吸力面。当叶片来流攻角未达到失速条件时，由于叶片压力面和吸力面的压差较小，此时的弹片呈闭合状态，能阻止流体通过从而阻止小尺度湍流的产生，保障了叶片的气动性能；当叶片来流攻角增大到失速条件时，由于压差的作用弹片呈开启状态、流体能通过分形孔并在吸力面上产生小尺度湍流延迟叶片表面边界层的分离，从而延迟失速团的形成，达到改善叶片失速特性的目的。

A wind turbine blade based on Fractal optimization to improve stall characteristics

A fractal optimization can improve the stall characteristics of wind turbine blade based on the relative flow direction includes blade body at the front and the relative flow direction at the rear of the blade trailing edge, a plurality of shrapnel and fractal pore fractal distribution of blade trailing edge on the suction side elastic sheet is arranged in the fractal hole. The blade pressure surface and the suction surface and pressure difference is in the closed or open state, the fractal hole penetrates the pressure surface and the suction surface. When the blade flow angle of attack has not reached the stall condition, because the blade pressure and suction surfaces less pressure, the shrapnel is closed, to prevent fluid through the small scale to prevent the generation of turbulence, guarantee the aerodynamic performance of the blade; when the blade flow angle of attack increases to a stall condition, due to the pressure difference the role of shrapnel is open, fluid through holes and small scale turbulence generated fractal delay separation blade surface boundary layer on the suction surface, so as to form a stall delay group, to improve the characteristics of the blade stall.

【技术实现步骤摘要】
一种基于分形优化的可改善失速特性的风力机叶片
本专利技术涉及一种基于分形优化的可改善失速特性的风力机叶片，这种风力机叶片既能保障叶片的气动性能，又能改善叶片的失速特性。
技术介绍
风能是清洁的可再生能源，风力发电是可再生能源发展的重要领域。风力机作为风力发电的重要设备对我国风电发展起着极其重要的作用，风力机叶片决定了其风能利用率的高低，是整个风力机的核心部件。当叶片来流攻角未达到失速条件，叶片有较大的升力和较小的阻力，流体附着叶片表面流过；当叶片来流攻角增大到失速条件，流体不再附着叶片表面流过，而是将在叶片吸力面发生流动分离，并在吸力面尾缘上产生涡流，升力突然减小，即产生“失速”。当风力机叶片处于失速状态时，叶片会产生振动及运行不稳定，影响风力机的能量捕捉。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分形优化的可改善失速特性的风力机叶片，包括相对来流方向位于前部的叶片主体(1)和相对来流方向位于后部的叶片尾缘(2)，其特征在于：其中，所述叶片尾缘(2)上分布有多个弹片和具有分形结构的分形孔，所述弹片(3)设置在所述分形孔的吸力面侧，受叶片压力面(7)和吸力面(8)压差的作用而呈闭合或开启状态，所述分形孔贯穿压力面(7)和吸力面(8)。

【技术特征摘要】
1.一种基于分形优化的可改善失速特性的风力机叶片，包括相对来流方向位于前部的叶片主体(1)和相对来流方向位于后部的叶片尾缘(2)，其特征在于：其中，所述叶片尾缘(2)上分布有多个弹片和具有分形结构的分形孔，所述弹片(3)设置在所述分形孔的吸力面侧，受叶片压力面(7)和吸力面(8)压差的作用而呈闭合或开启状态，所述分形孔贯穿压力面(7)和吸力面(8)。2.根据权利要求1所述的基于分形优化的可改善失速特性的风力机叶片，其特征在于：其中，所述叶片尾缘(2)的范围为基于来流方向从风力机叶片的翼弦(6)的五分之四处开始至叶片尾端。3.根据权利要求1或2所述的基于分形优化的可改善失速特性的风力机叶片，其特征在于：其中，所述叶片尾缘(2)上的所述弹片(3)为薄片，该弹片设置在所述分形孔的吸力面侧，在不同来流攻角(4)下受所述压力面(7)和所述吸力面(8)压差的作用而呈闭合或开启状态，所述弹片(3)开启的临界压差依据公式计算得出，其最大开启状态为沿着所述弹片(3)和所述分形孔相交处切线的方向。4.根据权利要求3所述的基于分形优化的可改善失速特性的风力机叶片，其特征在于：其中，所述叶片尾缘(2)上的所述分形孔的形状与其分布形状具有自相似性，并形成贯穿所述压力面(7)与所述吸力面(8)且垂直于风力机叶片翼弦(6)的分形网格结构。5.根据权利要求4所述的基于分形优化的可改善失速特性的风力机叶片，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳君，谢田，罗红，刘俊，朱海天，柳宗晨，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31