风力机叶片气动降载的方法技术

本申请实施例提供一种风力机叶片气动降载的方法。该方法包括：在风力机叶片翼型前缘附近安装扰动元；以及通过调整扰动元的安装位置和/或尺度来控制翼型在负攻角失速区的升力系数，以使得翼型在负攻角失速区具有可降载的特性。本申请能够使得翼型在负攻角失速区具有可降载的特性。可降载的特性。可降载的特性。

【技术实现步骤摘要】
风力机叶片气动降载的方法


[0001]本申请实施例涉及风力机叶片
，尤其涉及一种风力机叶片气动降载的方法。

技术介绍

[0002]在风力发电机组载荷仿真时发现，机组载荷对叶片翼型负攻角失速区的升力系数较敏感。如何使风力机翼型在负攻角失速区具有可降载的目标气动特性，同时不改变翼型正常工作攻角范围内的气动特性是关键技术问题。
[0003]目前，有效改变翼型负攻角失速区升力系数通常采用的方法是重新设计全新的翼型外形，通过对前缘和翼型整体形状的优化使翼型在负攻角失速区具有可降载的目标气动特性。然而，对于常规翼型，该方法所能达到的效果有限。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种风力机叶片气动降载的方法，能够使得翼型在负攻角失速区具有可降载的特性。
[0005]本申请实施例的一个方面提供一种风力机叶片气动降载的方法。所述方法包括：在风力机叶片翼型前缘附近安装扰动元；以及通过调整所述扰动元的安装位置和/或尺度来控制所述翼型在负攻角失速区的升力系数，以使得所述翼型在负攻角失速区具有可降载的特性。
[0006]进一步地，所述方法还包括：通过仿真确定所述翼型在设计攻角下的滞止点的弦向位置，其中，所述在风力机叶片翼型前缘附近安装扰动元包括：将所述扰动元安装于所述翼型在所述设计攻角下的滞止点的所述弦向位置处。
[0007]进一步地，调整所述扰动元的安装位置包括：在以所述设计攻角下的滞止点的所述弦向位置为中心的预定位置区间内来调整所述扰动元的安装位置。
[0008]进一步地，所述方法还包括：通过仿真确定所述翼型在所述设计攻角的正负预定攻角范围内的滞止点的弦向位置，其中，所述预定位置区间包括所述设计攻角的正负预定攻角范围内的滞止点的弦向位置所对应的区间。
[0009]进一步地，所述通过调整所述扰动元的安装位置和/或尺度来控制所述翼型在负攻角失速区的升力系数，以使得所述翼型在负攻角失速区具有可降载的特性包括：通过风洞测试来测量加所述扰动元后所述翼型的气动特性；及根据测量得到的所述翼型的气动特性来不断地迭代调整所述扰动元的安装位置和/或尺度直到所述翼型的气动特性满足预定约束条件。
[0010]进一步地，所述预定约束条件包括所述翼型在正攻角下的最大升力系数下降值要求及所述翼型在所述设计攻角附近的阻力系数增量值要求。
[0011]进一步地，所述翼型在正攻角下的最大升力系数下降值要求包括：所述翼型在正攻角下的最大升力系数下降值小于等于第一阈值；及所述翼型在所述设计攻角附近的阻力
系数增量值要求包括：所述翼型在所述设计攻角附近的阻力系数增量值小于等于第二阈值，其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。
[0012]进一步地，当所述正攻角下的最大升力系数下降值大于所述第一阈值时，则减小所述扰动元的尺度和/或将所述扰动元向大攻角滞止点位置的方向移动。
[0013]进一步地，所述方法还包括：在满足所述预定约束条件的情况下，选择确保所述翼型负攻角方向的最大升力系数绝对值减小量最大时所述扰动元所对应的安装位置和/或尺度来作为所述扰动元最终的安装位置和/或尺度。
[0014]进一步地，当所述翼型的气动特性满足所述预定约束条件并还具有余量空间时，则通过调整所述扰动元的尺度和/或安装位置来进一步增大所述翼型负攻角方向的最大升力系数绝对值减小量。
[0015]进一步地，所述通过调整所述扰动元的尺度和/或安装位置来进一步增大所述翼型负攻角方向的最大升力系数绝对值减小量包括：增大所述扰动元的尺度和/或将所述扰动元向小攻角滞止点位置的方向移动。
[0016]进一步地，所述扰动元包括微圆柱形扰动件或粗糙带扰动件。
[0017]本申请实施例的风力机叶片气动降载的方法通过在翼型前缘局部增加扰动元，能够使翼型在负攻角失速区具有可降载的目标气动特性，同时不改变翼型正常工作攻角范围内的气动特性。
[0018]本申请实施例的风力机叶片气动降载的方法可以应用于已有的各种翼型，而无需改变原有翼型的形状，具有广泛的适用性。
附图说明
[0019]图1为本申请一个实施例的风力机叶片气动降载的方法的流程图。
[0020]图2为本申请一个实施例的风力机叶片翼型和扰动元的示意图。
[0021]图3为本申请一个实施例的风力机叶片翼型在设计攻角下翼型表面压力系数分布示意图。
[0022]图4为本申请一个实施例的锯齿形粗糙带的示意图。
[0023]图5为本申请一个具体实施方式的在安装扰动元前后翼型升力系数随攻角的变化曲线示意图。
[0024]图6为本申请一个实施例的在安装扰动元前后翼型的极曲线示意图。
具体实施方式
[0025]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。
[0026]在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的
组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0027]本申请实施例提供了一种风力机叶片气动降载的方法，能够使翼型在负攻角失速区具有可降载的特性，同时不改变翼型正常工作攻角范围内的气动特性，包含升力系数、阻力系数、升阻比、最大升力系数等。
[0028]图1揭示了本申请一个实施例的风力机叶片气动降载的方法的流程图。如图1所示，本申请一个实施例的风力机叶片气动降载的方法可以包括步骤S1和步骤S2。
[0029]在步骤S1中，在风力机叶片翼型前缘附近安装扰动元。
[0030]图2揭示了本申请一个实施例的风力机叶片翼型10和扰动元20的示意图。如图2所示，风力机叶片翼型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力机叶片气动降载的方法，其特征在于：包括：在风力机叶片翼型前缘附近安装扰动元；以及通过调整所述扰动元的安装位置和/或尺度来控制所述翼型在负攻角失速区的升力系数，以使得所述翼型在负攻角失速区具有可降载的特性。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括：通过仿真确定所述翼型在设计攻角下的滞止点的弦向位置，其中，所述在风力机叶片翼型前缘附近安装扰动元包括：将所述扰动元安装于所述翼型在所述设计攻角下的滞止点的所述弦向位置处。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：调整所述扰动元的安装位置包括：在以所述设计攻角下的滞止点的所述弦向位置为中心的预定位置区间内来调整所述扰动元的安装位置。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：还包括：通过仿真确定所述翼型在所述设计攻角的正负预定攻角范围内的滞止点的弦向位置，其中，所述预定位置区间包括所述设计攻角的正负预定攻角范围内的滞止点的弦向位置所对应的区间。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：所述通过调整所述扰动元的安装位置和/或尺度来控制所述翼型在负攻角失速区的升力系数，以使得所述翼型在负攻角失速区具有可降载的特性包括：通过风洞测试来测量加所述扰动元后所述翼型的气动特性；及根据测量得到的所述翼型的气动特性来不断地迭代调整所述扰动元的安装位置和/或尺度直到所述翼型的气动特性满足预定约束条件。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述预定约束条件包括所述翼型在正攻角下的最大升力系数下降...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐浩然，王国军，余海洋，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：