SoidWorks风力发电机叶片的建模方法

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1 风力机风轮的主要数据参数
    以辉腾锡勒风电厂所用的GAMESA公司的G52-850kW风力机为例，该风力机是三叶片式叶片，受风角度可调且主动偏航的风力机。

2 基于SolidWorks的风轮叶片建模
    Glauert涡流模型考虑了风轮及叶片涡系对叶片气动特性的影响，由涡流引起的诱导风速可看成是由中心涡系、每片叶片的附着涡系及叶片尖部形成的涡系叠加的结果。主要公式为：

    其中：ε为叶片翼型气动特性的升力线角，Φ为风轮旋转面与当地气流的夹角，k为中间变量。
    分析Glauert涡流理论设计的叶片，其实度Q为0.6，叶片根部的弦长比其它部分大，实际上这部分叶片对叶轮总的功率影响不大，可适当降低这部分叶片的弦长。另一方面，风轮产生的噪音往往随叶片叶尖弦的增加而提高，为降低噪音，也可适度降低叶片叶尖弦长。为了保证风轮的功率不下降，适度加大叶片从0.5R到0.8R区域内的弦长。应用Glauert涡流理论设计风轮叶片，把叶片分成若干叶素，分别对各叶素在最佳运行状态下进行空气动力学计算。相关参数有风轮半径R、叶素回转半径r、叶片数目b、叶尖速比λ以及最佳攻角i，升力系数（不同的翼型所对应的最佳攻角、以及最佳攻角处的升力系数都可以在profili软件中或者通过空气动力学相关公式计算获得）。通过CAD软件可以模拟风力机叶片每一部分截断面的草图。
    在SolidWorks环境中叶片的成型过程可以采用放样的方式形成，即根据给定的叶型参数，计算选定的断面轮廓线尺寸，作出各选定断面轮廓线的草图，再对各选定断面轮廓线的草图进行放样，方法有三种。
2.1 将叶片分成三段，即叶根部、叶中段和叶尖部。假定三段中每段各处断面都是均匀过渡，作出每段的首尾断面轮廓线草图，再对每段的首尾断面轮廓线草图进行放样。放样时后两段每段的首部草图和上部尾部草图相衔接是一样的。   

梁小麦兜

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