其中,αAS 为失速开始时的攻角,CD,s 是攻角为αAS 时的阻力系数,CL,s 是攻角为αAS 时的升力系数,CD,max 为失速区域最大阻力系数,μ=r/R。
由于制造工艺的要求,叶片的相对厚度一般是单调变化的。因而所选的几种翼型只是叶片中的几个截面,而大部分截面则为这些翼型之间的过渡翼型。因此,确定过渡翼型的气动特性和几何外形在叶片设计中十分重要。可以采用基于厚度加权的过渡翼型计算方法。采用翼型坐标数据沿厚度的线性平均,过渡翼型的坐标数据为:y=y2 (t-t1)/(t2-t1)+y1(1-(t-t1)/(t2-t1))
其中t2 和t1 分别为所选过渡翼型两侧的设计翼型的截面相对厚度(实际厚度与弦长之比),且t2>t1,y2 和y1 分别为过渡翼型两侧的设计翼型的坐标数据或气动数据,y 为计算得到的过渡翼型的坐标数据或气动数据。图3 为相对厚度为0.165 的过渡翼型外形,由图4 可以看出,插值计算结果与Xfoil 计算结果非常接近。因此,能够用设计翼型截面的数据插值得到过渡翼型的截面几何形状和气动数据。
图3过渡翼型几何坐标
图4 过渡翼型气动特性实际计算结果与差值计算结果对比
2.3 翼型设计点的选择
通常认为翼型设计点选择在升阻比最大的位置,而对于多翼型设计而言,设计结果要兼顾几何连续性等方面的要求。这里讨论选取不同的设计点对叶片设计结果的影响。
A. 单翼型叶片设计
取NACA 63-618 翼型做单翼型的叶轮设计,风轮直径取R=26.6m,设计叶尖速比为7。