摘要：随着大型风电叶片长度的增加,质量因素对叶片的结构特性影响越来越大。要求在保证必要的气动效率条件下降低叶片的质量。本文利用简化后的风电叶片质量求解模型,分析了叶片铺层规律基本不变,挥舞刚度固定等条件下,叶片的弦长、厚度及相对厚度对叶片质量的影响。结果表明:增加叶片的厚度有利于减小叶片质量,对于所分析的叶片,在叶片展向20%~80%的增加相对厚度对减小质量最有利。在此条件下,考虑到气动与质量的耦合影响,降低叶片质量将导致气动效率的损失。

摘要：从叶片设计的3个关键环节(气动设计、结构设计和载荷评估)出发,对叶片自主研发进展进行了总结分析.在气动设计方面,概述了计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法、涡方法和叶素动量(blade element momentum,BEM)方法,并依据工程中广泛应用的BEM方法,指出了低风速区风电叶片的解决思路;在结构设计方面,简要概述了基于梁模型的传统设计分析方法,分析了其在大型复合材料叶片薄壳结构上的不足,并对有限元方法(finite element method,FEM)在叶片结构分析中的应用进展进行了介绍;在载荷评估方面,介绍了其对叶片和整机其它部件的影响,阐述了载荷预估方面的工作进展.然后,通过分析3个关键环节之间的相互关系,得到如下结论:建立气动、结构和载荷相协调的叶片优化设计体系,才能真正满足高效低成本的需要.最后,指明了需要进一步研究的主要方向,即高效低载翼型研究,结构非线性有限元分析,气动-结构耦合研究,设计标准制定.最终目标是建立适合中国风资源特点的叶片研发体系,推动我国风电产业发展.

摘要：21世纪以来,全球风电产业迅猛发展,叶片大型化趋势明显.为了满足大型叶片发展要求,新的翼型、材料、设计方法以及制造工艺不断出现.本文分析了现有技术的优缺点,结合叶片变长带来的新问题和要求,得到大型叶片在气动设计、结构设计以及制造工艺方面存在如下发展趋势:(1)在气动设计方面,开发高雷诺数下高性能翼型、研究高精度且高效的气动分析方法特别是用于求解大型叶片非定常空气动力学特性的方法,以及构建多学科协调设计方法将是气动设计的重点;(2)在结构设计方面,开发性能优越且环保的叶片材料、研究大型叶片的结构优化设计技术以及建立反问题设计方法将是结构设计的主流.此外,针对不同问题的新型叶片结构形式不断出现,模块化设计和智能化设计因其在减重、运输及提高运行可靠性方面的优点,具有巨大应用潜力;(3)在制造工艺方面,具有高成型质量、高生产效率、低生产成本和低环境污染的成型工艺是未来的发展方向.一体化和自动化制造工艺以其在成型质量和效率上的巨大优势,将会成为大型叶片的制造趋势.同时,用于热塑性复合材料的制造工艺技术具有巨大发展潜力,低黏度热塑性树脂的开发非常关键.

摘要：目前风力机钝尾缘翼型改型方式研究不足,据此本文提出三种钝尾缘改型方式并用Xfoil进行了系列计算: (1)改变中弧线两侧的厚度分配比例;(2)改变厚度分布曲线;(3)刚性旋转上下弧线。用第二种方法研究了NREL的S814翼型,此种方法对钝尾缘改型厚的升力系数影响不大,但对阻力系数产生了一些有利影响;其余两种方法研究了NREL的S815翼型,发现改变厚度分配比例可以使工作区发生移动,而刚性旋转上下弧线同样具有提高升力系数的优点。各种增加尾缘厚度的方式都有使工作区偏移的特点。