風電機組氣動設計中的若干問題探討

圖8 修正升阻比設計的葉片弦長分布

圖9 修正升阻比設計的葉片功率曲線分布 

表2 DU系列翼型（設計點取翼型升阻比最大點）

　　B. 系列翼型葉片設計
　　通常，多翼型設計的葉片往往不滿足幾何連續性的要求。由上面的結論可知，能夠通過調節設計點來滿足幾何連續性，同時又兼顧最大功率系數及其平穩性。
　　以DU 系列翼型設計的ZDS-2500 風輪為例，如果取各個翼型的升阻比最大點作為設計點，設計參數如表2 所示。
　　圖7 為按照最佳升阻比設計的葉片弦長沿葉輪半徑的分布。從圖中可以看出，弦長分布不服從單調變化的原則，給葉片制造帶來困難。可以利用單翼型設計時的結論，通過改變翼型的設計點，使弦長符合幾何連續性原則，同時兼顧功率系數曲線平穩度。因此，在ZDS-2500 風電機組葉輪設計中，翼型設計點并沒有取升阻比最大的位置，主要修正措施有：為了實現更好的功率系數和曲線平穩度，減小翼型Du97-W-300 的設計點升力系數到1.2552，對應的攻角為7°，升阻比為121.86，同時為了保證弦長分布的單調性，適當改變翼型Du96-W-180 的升力系數，將其調整為1.0766，對應攻角為7°，升阻比為158.32。修正后的葉片弦長分布如圖8 所示，可以看出，葉片幾何連續性很好，并且葉片線性度好，適合加工制造。
　　修正前后的功率系數曲線如圖9 所示，可見修正后風輪功率系數曲線頂部平緩度更好。

圖10 設計結果對比