CN203594560U - 一种风力机叶片抗污高性能翼型族 - Google Patents
一种风力机叶片抗污高性能翼型族 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种风力机叶片抗污高性能翼型族,包括几何外形不同的第一翼型(150)和第二翼型(160),每个翼型的尾缘相对厚度为0.4%~0.6%,最大相对厚度为20.5%~21.5%,最大相对厚度的位置在距前缘32%~33%弦长处。本实用新型的风力机叶片翼型具有优于传统翼型DU93-W-210的气动特性,有效地改变了叶片的性能,可提高最大升阻比、设计升力系数、最大升力系数等;本实用新型的翼型具有优于传统翼型DU93-W-210的抗污特性,有效地减小了叶片的前缘粗糙敏感性;本实用新型的翼型比DU93-W-210传统翼型的截面积小、周长短,有效地减小了叶片的重量,可降低叶片的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种风力机叶片翼型族,特别涉及一种风力机叶片21%相对厚度抗污高性能翼型族。
背景技术
风能是地球上一种储量丰富、分布广泛、利用前景广阔的能量资源。它作为替代化石能源的一种具有清洁、安全、永续特点的可再生能源形式,已受到世界各国的青睐。有效地利用风能,对于缓解能源紧缺局面、调整能源结构、保证能源安全、推动节能减排、保护环境、促进经济可持续发展具有重要的作用。
利用风能的主要设备是风力发电机,风力发电机主要有水平轴和垂直轴两种形式,目前应用广泛的是水平轴风力发电机,尤其是变桨型水平轴风力发电机。叶片是风力发电机的关键部件,叶片气动性能的优劣决定了风力机风能利用的效率。然而,叶片是由不同厚度的翼型沿展向积叠构成,因此,翼型的气动性能成为风力机叶片气动性能的主要决定因素。
对于风力机专用翼型的研究,国外在20世纪80年代就已开展,美国、丹麦、荷兰、瑞典等风能技术发达的国家相继研发出了风力机专用翼型系列,如美国NREL的S系列、丹麦系列、荷兰DU系列和瑞典FFA系列等;我国起步较晚,开展了研究的单位有中国科学院工程热物理研究所、汕头大学、重庆大学、西北工业大学、北京航空航天大学和兰州理工大学等。
然而,风力机在自然环境中运行,叶片极易受到尘土、昆虫残骸和霜雪的污染而使风力机叶片气动性能下降、风能利用效率降低和发电量减少。许 多风场实验都已证实了这种结果,最为严重的功率损失高达55%。因此,为了避免污染对风力机叶片气动性能的影响,减少输出功率的损失,提高风能利用效率和发电量,设计开发抗污高性能翼型成为必然需求。
风力机叶片一般沿展向划分成三个区域:叶片外侧(0.6<r/R≤1.0),中区(0.4<r/R≤0.6)和内侧(r/R≤0.4)。叶片外侧是风力机的主要出功部位,对于此部位翼型的设计重点是要保证粗糙敏感性低即抗污特性好、最大升阻比大、噪声低,同时兼顾考虑最大升力系数、失速特性和几何兼容性。21%相对厚度翼型就是位于此区域,目前实际中应用最广泛的是DU93-W-210翼型,但其气动性能和抗污特性还有改善的空间。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种风力机叶片21%相对厚度的翼型族,以改善风力机叶片在污染环境气动性能下降的缺陷,从而减少风力机输出功率的损失,提高风能利用效率。
为实现上述目标,本实用新型提供一种风力机叶片抗污高性能翼型族,包括几何外形不同的第一翼型和第二翼型,其特征在于,
每个翼型均包括前缘、尾缘、吸力面、压力面;
每个翼型的尾缘相对厚度为0.4%~0.6%;
每个翼型的最大相对厚度为20.5%~21.5%,最大相对厚度的位置在距前缘32%~33%弦长处;
其中,所述几何外形由压力面和吸力面上各点的无量纲二维坐标平滑连接形成,所述的无量纲二维坐标是各点横坐标与纵坐标与弦长的比值;所述弦长是指从翼型的前缘至尾缘之间的长度;所述最大相对厚度是指翼型的压力面和吸力面之间的最大厚度与弦长的比值,所述尾缘相对厚度是指翼型的尾缘厚度与弦长的比值。
优选地,所述翼型族适用于叶片长度20米以上、功率MW以上的、变桨型风力发电机。
优选地,所述翼型族应用在风力机叶片的外侧区,所述外侧区的长度约占叶片展长的40%。
优选地,所述第一翼型和第二翼型的吸力面弧度、压力面弧度均不相同。
优选地,所述第一翼型的吸力面的无量纲几何坐标为:
x/c | y/c | x/c | y/c | x/c | y/c |
1.0000 | 0.0025 | 0.5239 | 0.1021 | 0.1212 | 0.0880 |
0.9921 | 0.0042 | 0.5034 | 0.1054 | 0.1067 | 0.0828 |
0.9783 | 0.0071 | 0.4830 | 0.1084 | 0.0932 | 0.0773 |
0.9626 | 0.0103 | 0.4628 | 0.1111 | 0.0808 | 0.0719 |
0.9450 | 0.0141 | 0.4427 | 0.1136 | 0.0695 | 0.0664 |
0.9259 | 0.0182 | 0.4228 | 0.1158 | 0.0595 | 0.0611 |
0.9058 | 0.0226 | 0.4031 | 0.1176 | 0.0430 | 0.0512 |
0.8852 | 0.0271 | 0.3837 | 0.1190 | 0.0363 | 0.0467 |
0.8642 | 0.0317 | 0.3645 | 0.1201 | 0.0305 | 0.0424 |
0.8430 | 0.0363 | 0.3456 | 0.1208 | 0.0255 | 0.0384 |
0.8217 | 0.0410 | 0.3271 | 0.1210 | 0.0174 | 0.0310 |
0.8004 | 0.0457 | 0.3087 | 0.1207 | 0.0141 | 0.0276 |
0.7791 | 0.0504 | 0.2906 | 0.1200 | 0.0113 | 0.0244 |
0.7576 | 0.0551 | 0.2726 | 0.1188 | 0.0088 | 0.0212 |
0.7360 | 0.0599 | 0.2549 | 0.1172 | 0.0067 | 0.0182 |
0.7144 | 0.0646 | 0.2373 | 0.1151 | 0.0049 | 0.0154 |
0.6712 | 0.0740 | 0.2198 | 0.1125 | 0.0034 | 0.0125 |
0.6497 | 0.0785 | 0.2025 | 0.1094 | 0.0022 | 0.0099 |
0.6284 | 0.0829 | 0.1854 | 0.1059 | 0.0012 | 0.0073 |
0.6073 | 0.0871 | 0.1687 | 0.1020 | 0.0006 | 0.0046 |
0.5655 | 0.0950 | 0.1523 | 0.0977 | 0.0001 | 0.0022 |
0.5447 | 0.0987 | 0.1365 | 0.0930 | 0.0000 | 0.0000 |
其中,x/c值表示翼型吸力面上某点在弦线方向上相对于前缘的位置,y/c值表示从弦线到翼型吸力面上某点的高度,所述弦线是指翼型的前缘和尾缘之间的连线。
优选地,所述第一翼型的压力面的无量纲几何坐标为:
x/c | y/c | x/c | y/c | x/c | y/c |
0.0000 | 0.0000 | 0.1739 | -0.0751 | 0.6070 | -0.0398 |
0.0002 | -0.0030 | 0.1916 | -0.0781 | 0.6275 | -0.0340 |
0.0006 | -0.0050 | 0.2095 | -0.0808 | 0.6478 | -0.0283 |
0.0014 | -0.0074 | 0.2277 | -0.0831 | 0.6678 | -0.0230 |
0.0027 | -0.0094 | 0.2459 | -0.0851 | 0.7069 | -0.0132 |
0.0042 | -0.0117 | 0.2643 | -0.0866 | 0.7263 | -0.0089 |
0.0062 | -0.0140 | 0.2827 | -0.0878 | 0.7455 | -0.0050 |
0.0084 | -0.0162 | 0.3011 | -0.0886 | 0.7646 | -0.0016 |
0.0111 | -0.0184 | 0.3195 | -0.0890 | 0.8022 | 0.0040 |
0.0141 | -0.0207 | 0.3379 | -0.0889 | 0.8209 | 0.0060 |
0.0174 | -0.0231 | 0.3563 | -0.0884 | 0.8394 | 0.0075 |
0.0213 | -0.0256 | 0.3747 | -0.0874 | 0.8579 | 0.0085 |
0.0257 | -0.0282 | 0.3932 | -0.0860 | 0.8761 | 0.0089 |
0.0306 | -0.0309 | 0.4116 | -0.0841 | 0.8942 | 0.0088 |
0.0363 | -0.0338 | 0.4301 | -0.0818 | 0.9120 | 0.0082 |
0.0429 | -0.0369 | 0.4486 | -0.0789 | 0.9293 | 0.0071 |
0.0593 | -0.0438 | 0.4672 | -0.0756 | 0.9462 | 0.0054 |
0.0694 | -0.0476 | 0.4860 | -0.0717 | 0.9625 | 0.0034 |
0.0809 | -0.0516 | 0.5053 | -0.0673 | 0.9776 | 0.0011 |
0.0939 | -0.0557 | 0.5249 | -0.0625 | 0.9913 | -0.0011 |
0.1235 | -0.0640 | 0.5451 | -0.0572 | 0.9996 | -0.0025 |
0.1397 | -0.0680 | 0.5656 | -0.0515 | 1.0000 | -0.0025 |
0.1566 | -0.0717 | 0.5862 | -0.0457 |
其中,x/c值表示翼型压力面上某点在弦线方向上相对于前缘的位置,y/c值表示从弦线到翼型压力面上某点的高度,所述弦线是指翼型的前缘和尾缘之间的连线。
优选地,所述第二翼型的吸力面的无量纲几何坐标为:
x/c | y/c | x/c | y/c | x/c | y/c |
1.0000 | 0.0025 | 0.5239 | 0.1006 | 0.1212 | 0.0876 |
0.9921 | 0.0043 | 0.5034 | 0.1040 | 0.1067 | 0.0823 |
0.9783 | 0.0075 | 0.4830 | 0.1073 | 0.0932 | 0.0769 |
0.9626 | 0.0111 | 0.4628 | 0.1102 | 0.0808 | 0.0714 |
0.9450 | 0.0151 | 0.4427 | 0.1129 | 0.0695 | 0.0660 |
0.9259 | 0.0195 | 0.4228 | 0.1152 | 0.0595 | 0.0607 |
0.9058 | 0.0239 | 0.4031 | 0.1171 | 0.0430 | 0.0509 |
0.8852 | 0.0285 | 0.3837 | 0.1187 | 0.0363 | 0.0464 |
0.8642 | 0.0330 | 0.3645 | 0.1198 | 0.0305 | 0.0422 |
0.8430 | 0.0375 | 0.3456 | 0.1205 | 0.0255 | 0.0382 |
0.8217 | 0.0419 | 0.3271 | 0.1207 | 0.0174 | 0.0308 |
0.8004 | 0.0463 | 0.3087 | 0.1204 | 0.0141 | 0.0275 |
0.7791 | 0.0507 | 0.2906 | 0.1197 | 0.0113 | 0.0242 |
0.7576 | 0.0551 | 0.2726 | 0.1184 | 0.0088 | 0.0211 |
0.7360 | 0.0595 | 0.2549 | 0.1167 | 0.0067 | 0.0181 |
0.7144 | 0.0638 | 0.2373 | 0.1146 | 0.0049 | 0.0152 |
0.6712 | 0.0726 | 0.2198 | 0.1120 | 0.0034 | 0.0124 |
0.6497 | 0.0769 | 0.2025 | 0.1089 | 0.0022 | 0.0096 |
0.6284 | 0.0812 | 0.1854 | 0.1055 | 0.0012 | 0.0068 |
0.6073 | 03853 | 0.1687 | 0.1015 | 0.0006 | 0.0040 |
0.5655 | 0.0932 | 0.1523 | 0.0972 | 0.0001 | 0.0017 |
0.5447 | 0.0970 | 0.1365 | 0.0926 | 0.0000 | 0.0000 |
其中,x/c值表示翼型吸力面上某点在弦线方向上相对于前缘的位置,y/c值表示从弦线到翼型吸力面上某点的高度,所述弦线是指翼型的前缘和尾缘之间的连线。
优选地,所述第二翼型的压力面的无量纲几何坐标为:
x/cy/c | x/c | y/c | x/cy/c |
0.0000 | 0.0000 | 0.1739 | -0.0756 | 0.6070 | -0.0416 |
0.0002 | -0.0025 | 0.1916 | -0.0786 | 0.6275 | -0.0357 |
0.0006 | -0.0044 | 0.2095 | -0.0813 | 0.6478 | -0.0299 |
0.0014 | -0.0070 | 0.2277 | -0.0836 | 0.6678 | -0.0244 |
0.0027 | -0.0093 | 0.2459 | -0.0855 | 0.7069 | -0.0141 |
0.0042 | -0.0118 | 0.2643 | -0.0871 | 0.7263 | -0.0095 |
0.0062 | -0.0141 | 0.2827 | -0.0882 | 0.7455 | -0.0053 |
0.0084 | -0.0163 | 0.3011 | -0.0889 | 0.7646 | -0.0015 |
0.0111 | -0.0186 | 0.3195 | -0.0893 | 0.8022 | 0.0046 |
0.0141 | -0.0209 | 0.3379 | -0.0892 | 0.8209 | 0.0069 |
0.0174 | -0.0233 | 0.3563 | -0.0887 | 0.8394 | 0.0086 |
0.0213 | -0.0258 | 0.3747 | -0.0878 | 0.8579 | 0.0098 |
0.0257 | -0.0284 | 0.3932 | -0.0864 | 0.8761 | 0.0103 |
0.0306 | -0.0311 | 0.4116 | -0.0846 | 0.8942 | 0.0102 |
0.0363 | -0.0341 | 0.4301 | -0.0824 | 0.9120 | 0.0096 |
0.0429 | -0.0372 | 0.4486 | -0.0797 | 0.9293 | 0.0083 |
0.0593 | -0.0441 | 0.4672 | -0.0765 | 0.9462 | 0.0064 |
0.0694 | -0.0480 | 0.4860 | -0.0729 | 0.9625 | 0.0041 |
0.0809 | -0.0520 | 0.5053 | -0.0687 | 0.9776 | 0.0016 |
0.0939 | -0.0562 | 0.5249 | -0.0640 | 0.9913 | -0.0010 |
0.1235 | -0.0645 | 0.5451 | -0.0589 | 0.9996 | -0.0025 |
0.1397 | -0.0685 | 0.5656 | -0.0533 | 1.0000 | -0.0025 |
0.1566 | -0.0722 | 0.5862 | -0.0476 |
其中,x/c值表示翼型压力面上某点在弦线方向上相对于前缘的位置,y/c值表示从弦线到翼型压力面上某点的高度,所述弦线是指翼型的前缘和尾缘之间的连线。
优选地,所述第一翼型和第二翼型的最大相对厚度均为21%.
本实用新型的风力机叶片抗污高性能翼型族具有以下优点:
1.本实用新型的风力机叶片翼型具有优于传统翼型DU93-W-210的气动特性,有效地改变了叶片的性能,可提高最大升阻比、设计升力系数、最大升力系数等;
2.本实用新型的风力机叶片翼型具有优于传统翼型DU93-W-210的抗污特性,有效地减小了叶片的前缘粗糙敏感性;
3.本实用新型的风力机叶片翼型比DU93-W-210传统翼型的截面积小、
周长短,有效地减小了叶片的重量,可降低叶片的成本。
附图说明
图1为应用本实用新型的翼型族构造的一个风力机叶片的示意图。
图2为本实用新型的第一翼型与第二翼型的复合图。
图3为本实用新型的第一翼型的轮廓图。
图4为本实用新型的第二翼型的轮廓图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型加以详细说明,应指出的是,所描述的具体实施例仅旨在便于对本实用新型的理解,而对其不起任何限定作用。
现参照图1,图1显示了使用本实用新型的风力机叶片翼型族A构造的风力机叶片B。叶片B包括紧邻轮毂(未显示)的内侧区110、中区120和外侧区130,一般地,内侧区110约占叶片B展长的40%,中区120约占叶片B展长的20%,外侧区130约占叶片B展长的40%。
图2显示了本实用新型的风力机叶片翼型族A。翼型族A中的每个翼型均包括前缘A00、吸力面A20、尾缘A10、压力面A30。弦长A40从翼型族A的每个前缘A00延伸到尾缘A10。图2中所示第一翼型150、第二翼型160的吸力面弧度、压力面弧度等不相同,适合使用在图1所示的叶片B的外侧区130。
翼型厚度是指翼型上下表面之间的距离,最大厚度与弦长的比值称为翼型的相对厚度。本实用新型中翼型族A的相对厚度范围为20.5%~21.5%,最大相对厚度的位置在距前缘点32%~33%弦长处。适用于叶片长度20米以上、功率MW以上的、变桨型风力发电机。
图3、图4显示了本实用新型翼型族A所包含的两个翼型的实施例,各实施例中翼型的外形轮廓。
表1、表3吸力面栏分别列出了本实用新型翼型族A的第一翼型150、第二翼型160吸力面的无量纲二维坐标数据点。每个翼型的弦线从前缘延伸至尾缘,弦线的长度为弦长c,每个翼型吸力面上各点的横坐标和纵坐标除以该翼型的弦长后得到该翼型吸力面的无量纲几何坐标。表2、表4压力面栏分别列出了上述翼型压力面的无量纲二维坐标数据点。每个翼型的弦线从前缘延伸至尾缘,弦线的长度为弦长c,每个翼型吸力面上各点的横坐标和纵坐标除以该翼型的弦长后得到该翼型吸力面的无量纲几何坐标。根据表中所列数据点由样条曲线光滑连接即可分别形成上述翼型的吸力面和压力面轮廓。第一、第二翼型可以作为风力机叶片外侧区翼型。
表中x/c值表示吸力面或者压力面上的某点在弦线方向上相对于前缘的位置,即吸力面或者压力面上的某点在弦线方向上相对于前缘的长度x和弦长c的比值,y/c值表示从弦线到吸力面或者压力面上某点的高度y和弦长c的比值。表中描述翼型的无量纲二维坐标数据可以放大或缩小而保持翼型的形状不变,坐标的缩放方案为表1-4中的x、y坐标值乘以或除以不为零的常数,继而得到满足设计要求的不同弦长大小的翼型。
下面具体说明每个翼型:
图3显示了本实用新型翼型族A的第一翼型150,优选的,该翼型的相对厚度为21%,用于叶片B的外侧区130,抗污特性最优,气动特性次于第二翼型160,但高于DU93-W-210传统翼型。
第一翼型150具有第一翼型前缘151,第一翼型弦长152,第一翼型吸力面153,第一翼型尾缘154,第一翼型压力面155。第一翼型弦线152从第一翼型前缘151延伸至第一翼型尾缘154。第一翼型150的第一翼型吸力面153优选的,按照表1中吸力面栏中列出的无量纲二维坐标数据点光滑连接形成。
具体形状在表1、2中以无量纲坐标形式给出。x/c值表示吸力面153或 压力面155某点在弦线152方向上相对于前缘151的位置,即吸力面153或者压力面155上的某点在弦线方向上相对于前缘的长度x和弦长c的比值,y/c值表示从弦线152到吸力面153或者压力面155上某点的高度y和弦长c的比值。这些值是作为相同的常数或数量的函数可缩放的,以提供比例放大或缩小而形状保持不变的翼型。
表1第一翼型吸力面
x/c | y/c | x/c | y/c | x/c | y/c |
1.0000 | 0.0025 | 0.5239 | 0.1021 | 0.1212 | 0.0880 |
0.9921 | 0.0042 | 0.5034 | 0.1054 | 0.1067 | 0.0828 |
0.9783 | 0.0071 | 0.4830 | 0.1084 | 0.0932 | 0.0773 |
0.9626 | 0.0103 | 0.4628 | 0.1111 | 0.0808 | 0.0719 |
0.9450 | 0.0141 | 0.4427 | 0.1136 | 0.0695 | 0.0664 |
0.9259 | 0.0182 | 0.4228 | 0.1158 | 0.0595 | 0.0611 |
0.9058 | 0.0226 | 0.4031 | 0.1176 | 0.0430 | 0.0512 |
0.8852 | 0.0271 | 0.3837 | 0.1190 | 0.0363 | 0.0467 |
0.8642 | 0.0317 | 0.3645 | 0.1201 | 0.0305 | 0.0424 |
0.8430 | 0.0363 | 0.3456 | 0.1208 | 0.0255 | 0.0384 |
0.8217 | 0.0410 | 0.3271 | 0.1210 | 0.0174 | 0.0310 |
0.8004 | 0.0457 | 0.3087 | 0.1207 | 0.0141 | 0.0276 |
0.7791 | 0.0504 | 0.2906 | 0.1200 | 0.0113 | 0.0244 |
0.7576 | 0.0551 | 0.2726 | 0.1188 | 0.0088 | 0.0212 |
0.7360 | 0.0599 | 0.2549 | 0.1172 | 0.0067 | 0.0182 |
0.7144 | 0.0646 | 0.2373 | 0.1151 | 0.0049 | 0.0154 |
0.6712 | 0.0740 | 0.2198 | 0.1125 | 0.0034 | 0.0125 |
0.6497 | 0.0785 | 0.2025 | 0.1094 | 0.0022 | 0.0099 |
0.6284 | 0.0829 | 0.1854 | 0.1059 | 0.0012 | 0.0073 |
0.6073 | 0.0871 | 0.1687 | 0.1020 | 0.0006 | 0.0046 |
0.5655 | 0.0950 | 0.1523 | 0.0977 | 0.0001 | 0.0022 |
0.5447 | 0.0987 | 0.1365 | 0.0930 | 0.0000 | 0.0000 |
其中x/c值表示第一翼型150的吸力面上某点在弦线方向上相对于前缘长度x和弦长c的比值,y/c值则示从弦线到第一翼型150吸力面上某点的高度y和弦长c的比值;
表2第一翼型压力面
x/c | y/c | x/c | y/c | x/c | y/c |
0.0000 | 0.0000 | 0.1739 | -0.0751 | 0.6070 | -0.0398 |
0.0002 | -0.0030 | 0.1916 | -0.0781 | 0.6275 | -0.0340 |
0.0006 | -0.0050 | 0.2095 | -0.0808 | 0.6478 | -0.0283 |
0.0014 | -0.0074 | 0.2277 | -0.0831 | 0.6678 | -0.0230 |
0.0027 | -0.0094 | 0.2459 | -0.0851 | 0.7069 | -0.0132 |
0.0042 | -0.0117 | 0.2643 | -0.0866 | 0.7263 | -0.0089 |
0.0062 | -0.0140 | 0.2827 | -0.0878 | 0.7455 | -0.0050 |
0.0084 | -0.0162 | 0.3011 | -0.0886 | 0.7646 | -0.0016 |
0.0111 | -0.0184 | 0.3195 | -0.0890 | 0.8022 | 0.0040 |
0.0141 | -0.0207 | 0.3379 | -0.0889 | 0.8209 | 0.0060 |
0.0174 | -0.0231 | 0.3563 | -0.0884 | 0.8394 | 0.0075 |
0.0213 | -0.0256 | 0.3747 | -0.0874 | 0.8579 | 0.0085 |
0.0257 | -0.0282 | 0.3932 | -0.0860 | 0.8761 | 0.0089 |
0.0306 | -0.0309 | 0.4116 | -0.0841 | 0.8942 | 0.0088 |
0.0363 | -0.0338 | 0.4301 | -0.0818 | 0.9120 | 0.0082 |
0.0429 | -0.0369 | 0.4486 | -0.0789 | 0.9293 | 0.0071 |
0.0593 | -0.0438 | 0.4672 | -0.0756 | 0.9462 | 0.0054 |
0.0694 | -0.0476 | 0.4860 | -0.0717 | 0.9625 | 0.0034 |
0.0809 | -0.0516 | 0.5053 | -0.0673 | 0.9776 | 0.0011 |
0.0939 | -0.0557 | 0.5249 | -0.0625 | 0.9913 | -0.0011 |
0.1235 | -0.0640 | 0.5451 | -0.0572 | 0.9996 | -0.0025 |
0.1397 | -0.0680 | 0.5656 | -0.0515 | 1.0000 | -0.0025 |
0.1566 | -0.0717 | 0.5862 | -0.0457 |
其中x/c值表示第一翼型150的压力面上某点在弦线方向上相对于前缘长度x和弦长c的比值,y/c值则示从弦线到第一翼型150压力面上某点的高度y和弦长c的比值;
图4显示了本实用新型翼型族A的第二翼型160,其前缘为161,弦长为162,吸力面为163,尾缘为164,压力面为165。该翼型的相对厚度为21%,用于叶片B的外侧区130,气动特性最优,抗污特性次于第一翼型150,但高于DU93-W-210传统翼型。第二翼型160的具体形状在表3、4中以无量纲坐标形式给出。
表3第二翼型吸力面
x/c | y/c | x/c | y/c | x/c | y/c |
1.0000 | 0.0025 | 0.5239 | 0.1006 | 0.1212 | 0.0876 |
0.9921 | 0.0043 | 0.5034 | 0.1040 | 0.1067 | 0.0823 |
0.9783 | 0.0075 | 0.4830 | 0.1073 | 0.0932 | 0.0769 |
0.9626 | 0.0111 | 0.4628 | 0.1102 | 0.0808 | 0.0714 |
0.9450 | 0.0151 | 0.4427 | 0.1129 | 0.0695 | 0.0660 |
0.9259 | 0.0195 | 0.4228 | 0.1152 | 0.0595 | 0.0607 |
0.9058 | 0.0239 | 0.4031 | 0.1171 | 0.0430 | 0.0509 |
0.8852 | 0.0285 | 0.3837 | 0.1187 | 0.0363 | 0.0464 |
0.8642 | 0.0330 | 0.3645 | 0.1198 | 0.0305 | 0.0422 |
0.8430 | 0.0375 | 0.3456 | 0.1205 | 0.0255 | 0.0382 |
0.8217 | 0.0419 | 0.3271 | 0.1207 | 0.0174 | 0.0308 |
0.8004 | 0.0463 | 0.3087 | 0.1204 | 0.0141 | 0.0275 |
0.7791 | 0.0507 | 0.2906 | 0.1197 | 0.0113 | 0.0242 |
0.7576 | 0.0551 | 0.2726 | 0.1184 | 0.0088 | 0.0211 |
0.7360 | 0.0595 | 0.2549 | 0.1167 | 0.0067 | 0.0181 |
0.7144 | 0.0638 | 0.2373 | 0.1146 | 0.0049 | 0.0152 |
0.6712 | 0.0726 | 0.2198 | 0.1120 | 0.0034 | 0.0124 |
0.6497 | 0.0769 | 0.2025 | 0.1089 | 0.0022 | 0.0096 |
0.6284 | 0.0812 | 0.1854 | 0.1055 | 0.0012 | 0.0068 |
0.6073 | 0.0853 | 0.1687 | 0.1015 | 0.0006 | 0.0040 |
0.5655 | 0.0932 | 0.1523 | 0.0972 | 0.0001 | 0.0017 |
0.5447 | 0.0970 | 0.1365 | 0.0926 | 0.0000 | 0.0000 |
其中x/c值表示第二翼型160的吸力面上某点在弦线方向上相对于前缘长度x和弦长c的比值,y/c值则示从弦线到第一翼型160吸力面上某点的高度y和弦长c的比值;
表4第二翼型压力面
x/c | y/c | x/c | y/c | x/c | y/c |
0.0000 | 0.0000 | 0.1739 | -0.0756 | 0.6070 | -0.0416 |
0.0002 | -0.0025 | 0.1916 | -0.0786 | 0.6275 | -0.0357 |
0.0006 | -0.0044 | 0.2095 | -0.0813 | 0.6478 | -0.0299 |
0.0014 | -0.0070 | 0.2277 | -0.0836 | 0.6678 | -0.0244 |
0.0027 | -0.0093 | 0.2459 | -0.0855 | 0.7069 | -0.0141 |
0.0042 | -0.0118 | 0.2643 | -0.0871 | 0.7263 | -0.0095 |
0.0062 | -0.0141 | 0.2827 | -0.0882 | 0.7455 | -0.0053 |
0.0084 | -0.0163 | 0.3011 | -0.0889 | 0.7646 | -0.0015 |
0.0111 | -0.0186 | 0.3195 | -0.0893 | 0.8022 | 0.0046 |
0.0141 | -0.0209 | 0.3379 | -0.0892 | 0.8209 | 0.0069 |
0.0174 | -0.0233 | 0.3563 | -0.0887 | 0.8394 | 0.0086 |
0.0213 | -0.0258 | 0.3747 | -0.0878 | 0.8579 | 0.0098 |
0.0257 | -0.0284 | 0.3932 | -0.0864 | 0.8761 | 0.0103 |
0.0306 | -0.0311 | 0.4116 | -0.0846 | 0.8942 | 0.0102 |
0.0363 | -0.0341 | 0.4301 | -0.0824 | 0.9120 | 0.0096 |
0.0429 | -0.0372 | 0.4486 | -0.0797 | 0.9293 | 0.0083 |
0.0593 | -0.0441 | 0.4672 | -0.0765 | 0.9462 | 0.0064 |
0.0694 | -0.0480 | 0.4860 | -0.0729 | 0.9625 | 0.0041 |
0.0809 | -0.0520 | 0.5053 | -0.0687 | 0.9776 | 0.0016 |
0.0939 | -0.0562 | 0.5249 | -0.0640 | 0.9913 | -0.0010 |
0.1235 | -0.0645 | 0.5451 | -0.0589 | 0.9996 | -0.0025 |
0.1397 | -0.0685 | 0.5656 | -0.0533 | 1.0000 | -0.0025 |
0.1566 | -0.0722 | 0.5862 | -0.0476 |
其中x/c值表示第一翼型160的压力面上某点在弦线方向上相对于前缘长度x和弦长c的比值,y/c值则示从弦线到第一翼型160压力面上某点的高度y和弦长c的比值;
以上所述,仅为本实用新型的优选实施例,本实用新型保护的范围并不局限于此,任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的范围内可理解想到的变换或替换,都应涵盖在本实用新型的包含范围之内,因此,本实用新型的保护范围应该以权力要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种风力机叶片抗污高性能翼型族,包括几何外形不同的第一翼型和第二翼型,其特征在于,
每个翼型均包括前缘、尾缘、吸力面、压力面;
每个翼型的尾缘相对厚度为0.4%~0.6%;
每个翼型的最大相对厚度为20.5%~21.5%,最大相对厚度的位置在距前缘32%~33%弦长处;
其中,所述几何外形由压力面和吸力面上各点的无量纲二维坐标平滑连接形成,所述的无量纲二维坐标是各点横坐标与纵坐标与弦长的比值;所述弦长是指从翼型的前缘至尾缘之间的长度;所述最大相对厚度是指翼型的压力面和吸力面之间的最大厚度与弦长的比值,所述尾缘相对厚度是指翼型的尾缘厚度与弦长的比值。
2.根据权利要求1所述的风力机叶片抗污高性能翼型族,其特征在于,所述第一翼型和第二翼型的吸力面弧度、压力面弧度均不相同。
3.根据权利要求1或2所述的风力机叶片抗污高性能翼型族,其特征在于,所述第一翼型的吸力面的无量纲几何坐标为:
其中,x/c值表示翼型吸力面上某点在弦线方向上相对于前缘的位置,y/c值表示从弦线到翼型吸力面上某点的高度,所述弦线是指翼型的前缘和尾缘之间的连线。
4.根据权利要求3所述的风力机叶片抗污高性能翼型族,其特征在于,所述第一翼型的压力面的无量纲几何坐标为:
其中,x/c值表示翼型压力面上某点在弦线方向上相对于前缘的位置,y/c值表示从弦线到翼型压力面上某点的高度。
5.根据权利要求1或2所述的风力机叶片抗污高性能翼型族,其特征在于,所述第二翼型的吸力面的无量纲几何坐标为:
其中,x/c值表示翼型吸力面上某点在弦线方向上相对于前缘的位置,y/c值表示从弦线到翼型吸力面上某点的高度,所述弦线是指翼型的前缘和尾缘之间的连线。
6.根据权利要求5所述的风力机叶片抗污高性能翼型族,其特征在于,所述第二翼型的压力面的无量纲几何坐标为:
其中,x/c值表示翼型压力面上某点在弦线方向上相对于前缘的位置, y/c值表示从弦线到翼型压力面上某点的高度。
7.根据权利要求1所述的风力机叶片抗污高性能翼型族,其特征在于,所述第一翼型和第二翼型的最大相对厚度均为21%。
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CN110435873B (zh) * | 2019-08-15 | 2021-04-23 | 西北工业大学 | 一种可巡航自配平的半翼身融合无尾式无人机翼型族 |
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