风力发电机叶片

风力发电机叶片设计与气动性能仿真研究

张果宇啦，冯卫民ｚ，刘长陆１，俞剑锋１

（１．水利部杭州机械设计研究所，杭州３１００１２；２．武汉大学动力与机械学院，武汉４３００７２）

摘要：运用叶素理论和气动理论，基于设定的风力机性能参数对风轮叶片进行三维设计。利用Ｇａｍｂｉｔ建模软件对风力机单叶片进行三维建模，再用Ｆｌｕｅｎｔ软件进行风力机叶片气动性能

的数值模拟，仿真叶片气动流场流态，并计算叶轮的升力、阻力和扭转力矩；验证风力机气动性能数值模拟的可行性和可靠性；计算发电机组功率和风能利用效率等性能参数。对风力发电机

叶片的设计和气动数值模拟计算分析的工作可深化对风力发电机组三维叶片的气动性能的了

解。仿真风力发电机组气动流场。能为风力机叶片的设计、改型和研发工作提供技术参数和指导

意见。

关键词：风力发电机；数值模拟；气动性能；叶片

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂｌａｄｅｓａｎｄｒｏｔｏｒｓ

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中图分类号：ＴＫ８３文献标志码：Ａ

文章编号：１００１—５５２３（２００９）０１—００２１—０５

叶轮是风力发电机捕捉风能的核心部件，在风力矩。验证风力机气动性能数值模拟的可行性和可靠性．计算发电机组功率和风能利用效率等性能参

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力发电技术中，叶片技术是关键技术之一。叶轮叶片的设计直接影响风能的利用效率，而且在风电设备的成本中，叶片占了造价的２０％左右。是风电设备中造价最贵的部件。对叶轮叶片的研究和设计也是风力发电技术研究和开发中的重要部分。

本文选择ＮＡＣＡ４４１２翼型和ＦＦＡ—Ｗ３—２１１翼型，运用叶素理论和气动理论，基于设定的风力机性能参数对风轮叶片进行三维设计。利用Ｇａｍｂｉｔ建模软件对风力机单叶片进行三维建模，再用Ｆｌｕｅｎｔ软件进行风力机叶片气动性能的数值模拟，仿真叶片气动流场流态，并计算叶轮的升力、阻力和扭转

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风力发电机叶片设计

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风力发电机的整体设计包括叶轮、齿轮箱、发电Ｉ而－机、调速装置、调向装置、塔柱及控制系统等等。本课｜国

１．１风力发电机总体几何设计

题只针对风力机整体外形和叶轮外形。研究对象选ｌ取国际和国内技术较为成熟、开发力度最大的ｉ１．５ＭＷ机型。选定该风力发电机机型额定风速Ｖｒ为Ｉ

１１．８

ｍ／ｓ。其中风力发电机启动风速为３．０

ｍ／ｓ。切出．≮．