【技术实现步骤摘要】
本申请属于风力发电，尤其涉及一种风电叶片翼型族。
技术介绍
1、随着风电叶片的大型化发展以及复杂多样的地物地形下的风资源的开发，大型的风电叶片的设计和制造面临包括高气动效率、低载荷、复杂环境的气动适应性、气弹稳定性、高结构刚度、低材料成本、易于生产制造和运维等多方面的矛盾要求。目前，用于叶片设计的通用型翼型缺乏综合性能优异的翼型，尤其是缺乏高性能厚翼型和高升力大厚度翼型，从而难以适应低成本和轻量化的叶片开发要求。
技术实现思路
1、本申请提供一种风电叶片翼型族，能够改善翼型性能，包括设计升力特征、升阻比特征、临界失速特征、前缘粗糙敏感性、截面惯性矩等核心气动结构属性，可以从根本上改善叶片的效率-载荷特性，提高叶片的失速裕度、发电性能的粗糙敏感性等，利于叶片低成本和轻量化的设计。
2、本申请提供了一种风电叶片翼型族，其中，包括第一翼型族、第二翼型族和第三翼型族，第一翼型族、第二翼型族和第三翼型族均包括多个翼型，各翼型均包括依次相连接的前缘、上表面、尾缘和下表面，前缘至尾缘的连接线为弦线，上表面与下表面之间的最大厚度与弦线的长度的比值为相对厚度，第一翼型族中的各翼型具有第一相对厚度d1，第一相对厚度d1具有以下范围：17.1％≤d1≤26.3％；第二翼型族中的各翼型具有第二相对厚度d2，第二相对厚度d2具有以下范围：28.5％≤d2≤36.8％；第三翼型族中的各翼型具有第三相对厚度d3，第三相对厚度d3具有以下范围：37.9％≤d2≤63.0％；各翼型的最大厚度处至前缘的距
3、如上的风电叶片翼型族，其中，在第一翼型族中，各翼型的最大厚度处至前缘的距离与弦线的长度的比值范围为27.1％～34.4％；在第二翼型族中，各翼型的最大厚度处至前缘的距离与弦线的长度的比值范围为26.5％～29.9％；在第三翼型族中，各翼型的最大厚度处至前缘的距离与弦线的长度的比值范围为26.7％～35.0％。
4、如上的风电叶片翼型族，其中，翼型具有最大弯度，各翼型的最大弯度与弦线的长度的比值范围为1.83％～4.57％。
5、如上的风电叶片翼型族，其中，在第一翼型族中，各翼型的最大弯度与弦线的长度的比值范围为3.47％～4.57％；在第二翼型族中，各翼型的最大弯度与弦线的长度的比值范围为2.44％～3.07％；在第三翼型族中，各翼型的最大弯度与弦线的长度的比值范围为1.83％～2.67％。
6、如上的风电叶片翼型族，其中，各翼型的最大弯度处至前缘的距离与弦线的长度的比值范围为42.9％～84.5％。
7、如上的风电叶片翼型族，其中，在第一翼型族中，各翼型的最大弯度处至前缘的距离与弦线的长度的比值范围为42.9％～78.4％；在第二翼型族中，各翼型的最大弯度处至前缘的距离与弦线的长度的比值范围为74.2％～82.8％；在第三翼型族中，各翼型的最大弯度处至前缘的距离与弦线的长度的比值范围为75.1％～84.5％。
8、如上的风电叶片翼型族，其中，前缘的半径与弦线的长度的比值范围为1.7％～26.7％。
9、如上的风电叶片翼型族，其中，在第一翼型族中，各翼型的前缘的半径与弦线的长度的比值范围为1.7％～3.6％；在第二翼型族中，各翼型的前缘的半径与弦线的长度的比值范围为6.7％～8.9％；在第三翼型族中，各翼型的前缘的半径与弦线的长度的比值范围为20.6％～26.7％。
10、如上的风电叶片翼型族，其中，尾缘的厚度与弦线的长度的比值范围为0.34％～42.9％。
11、如上的风电叶片翼型族，其中，在第一翼型族中，各翼型的尾缘的厚度与弦线的长度的比值范围为0.34％～0.42％；在第二翼型族中，各翼型的尾缘的厚度与弦线的长度的比值范围为0.48％～1.68％；在第三翼型族中，各翼型的尾缘的厚度与弦线的长度的比值范围为17.91％～42.9％。
12、本申请的风电叶片翼型族包括第一翼型族、第二翼型族和第三翼型族，三个翼型族分别适用于叶片的不同部位，三个翼型族均包括多个翼型，第一翼型族中各翼型的第一相对厚度d1具有范围17.1％≤d1≤26.3％，适用于叶片的外侧区域，第二翼型族中各翼型的第二相对厚度d2具有范围28.5％≤d2≤36.8％，适用于叶片中部，第三翼型族中各翼型的第三相对厚度d3具有范围37.9％≤d3≤63.0％，适用于叶片的内侧区域，各翼型的最大厚度处至前缘的距离与弦线的长度的比值范围为26.5％～35.0％，在此范围内，最大厚度位置均靠近气动中心的设置，本申请的风电叶片翼型族的三种翼型族通过调整翼型的几何形状特征，如相对厚度和最大厚度位置，相对弯度和最大弯度位置、前缘半径、尾缘厚度等，改善了翼型气动-结构方面的核心特征参数，包括设计升力特征、升阻比特征、临界失速特征、前缘粗糙敏感性、几何面积、截面惯性矩等，从而实现高性能、低成本、高气动适应性和轻量化等多方面的叶片开发要求。
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1.一种风电叶片翼型族，其特征在于，包括第一翼型族、第二翼型族和第三翼型族，所述第一翼型族、所述第二翼型族和所述第三翼型族均包括多个翼型，各所述翼型均包括依次相连接的前缘(10)、上表面(20)、尾缘(30)和下表面(40)，所述前缘(10)至所述尾缘的连接线为弦线(50)，所述上表面(20)与所述下表面(40)之间的最大厚度与所述弦线(50)的长度的比值为相对厚度，所述第一翼型族中的各所述翼型具有第一相对厚度d1，所述第一相对厚度d1具有以下范围：17.1％≤d1≤26.3％；所述第二翼型族中的各所述翼型具有第二相对厚度d2，所述第二相对厚度d2具有以下范围：28.5％≤d2≤36.8％；所述第三翼型族中的各所述翼型具有第三相对厚度d3，所述第三相对厚度d3具有以下范围：37.9％≤d2≤63.0％；各所述翼型的最大厚度处至所述前缘(10)的距离与所述弦线(50)的长度的比值范围为26.5％～35.0％。
2.根据权利要求1所述的风电叶片翼型族，其特征在于，在所述第一翼型族中，各所述翼型的最大厚度处至所述前缘(10)的距离与所述弦线(50)的长度的比值范围为27.1
3.根据权利要求1所述的风电叶片翼型族，其特征在于，所述翼型具有最大弯度，各所述翼型的最大弯度与所述弦线(50)的长度的比值范围为1.83％～4.57％。
4.根据权利要求3所述的风电叶片翼型族，其特征在于，在所述第一翼型族中，各所述翼型的最大弯度与所述弦线(50)的长度的比值范围为3.47％～4.57％；在所述第二翼型族中，各所述翼型的最大弯度与所述弦线(50)的长度的比值范围为2.44％～3.07％；在所述第三翼型族中，各所述翼型的最大弯度与所述弦线(50)的长度的比值范围为1.83％～2.67％。
5.根据权利要求1所述的风电叶片翼型族，其特征在于，各所述翼型的最大弯度处至所述前缘(10)的距离与所述弦线(50)的长度的比值范围为42.9％～84.5％。
6.根据权利要求5所述的风电叶片翼型族，其特征在于，在所述第一翼型族中，各所述翼型的最大弯度处至所述前缘(10)的距离与所述弦线(50)的长度的比值范围为42.9％～78.4％；在所述第二翼型族中，各所述翼型的最大弯度处至所述前缘(10)的距离与所述弦线(50)的长度的比值范围为74.2％～82.8％；在所述第三翼型族中，各所述翼型的最大弯度处至所述前缘(10)的距离与所述弦线(50)的长度的比值范围为75.1％～84.5％。
7.根据权利要求1所述的风电叶片翼型族，其特征在于，所述前缘(10)的半径与所述弦线(50)的长度的比值范围为1.7％～26.7％。
8.根据权利要求7所述的风电叶片翼型族，其特征在于，在所述第一翼型族中，各所述翼型的所述前缘(10)的半径与所述弦线(50)的长度的比值范围为1.7％～3.6％；在所述第二翼型族中，各所述翼型的所述前缘(10)的半径与所述弦线(50)的长度的比值范围为6.7％～8.9％；在所述第三翼型族中，各所述翼型的所述前缘(10)的半径与所述弦线(50)的长度的比值范围为20.6％～26.7％。
9.根据权利要求1所述的风电叶片翼型族，其特征在于，所述尾缘(30)的厚度与所述弦线(50)的长度的比值范围为0.34％～42.9％。
10.根据权利要求9所述的风电叶片翼型族，其特征在于，在所述第一翼型族中，各所述翼型的所述尾缘(30)的厚度与所述弦线(50)的长度的比值范围为0.34％～0.42％；在所述第二翼型族中，各所述翼型的所述尾缘(30)的厚度与所述弦线(50)的长度的比值范围为0.48％～1.68％；在所述第三翼型族中，各所述翼型的所述尾缘(30)的厚度与所述弦线(50)的长度的比值范围为17.91％～42.9％。
...【技术特征摘要】
1.一种风电叶片翼型族，其特征在于，包括第一翼型族、第二翼型族和第三翼型族，所述第一翼型族、所述第二翼型族和所述第三翼型族均包括多个翼型，各所述翼型均包括依次相连接的前缘(10)、上表面(20)、尾缘(30)和下表面(40)，所述前缘(10)至所述尾缘的连接线为弦线(50)，所述上表面(20)与所述下表面(40)之间的最大厚度与所述弦线(50)的长度的比值为相对厚度，所述第一翼型族中的各所述翼型具有第一相对厚度d1，所述第一相对厚度d1具有以下范围：17.1％≤d1≤26.3％；所述第二翼型族中的各所述翼型具有第二相对厚度d2，所述第二相对厚度d2具有以下范围：28.5％≤d2≤36.8％；所述第三翼型族中的各所述翼型具有第三相对厚度d3，所述第三相对厚度d3具有以下范围：37.9％≤d2≤63.0％；各所述翼型的最大厚度处至所述前缘(10)的距离与所述弦线(50)的长度的比值范围为26.5％～35.0％。
2.根据权利要求1所述的风电叶片翼型族，其特征在于，在所述第一翼型族中，各所述翼型的最大厚度处至所述前缘(10)的距离与所述弦线(50)的长度的比值范围为27.1％～34.4％；在所述第二翼型族中，各所述翼型的最大厚度处至所述前缘(10)的距离与所述弦线(50)的长度的比值范围为26.5％～29.9％；在所述第三翼型族中，各所述翼型的最大厚度处至所述前缘(10)的距离与所述弦线(50)的长度的比值范围为26.7％～35.0％。
3.根据权利要求1所述的风电叶片翼型族，其特征在于，所述翼型具有最大弯度，各所述翼型的最大弯度与所述弦线(50)的长度的比值范围为1.83％～4.57％。
4.根据权利要求3所述的风电叶片翼型族，其特征在于，在所述第一翼型族中，各所述翼型的最大弯度与所述弦线(50)的长度的比值范围为3.47％～4.57％；在所述第二翼型族中，各所述翼型的最大弯度与所述弦线(50)的长度的比值范围为2.44％～3.07％；在所述第三翼型族中，各所述翼型的最大弯度与所述弦线(50)的长度...
【专利技术属性】
技术研发人员：李星星，鲁晓锋，李成良，谢喆，任旺，毛晓娥，
申请(专利权)人：中材科技风电叶片股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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