风电机组气动设计中的若干问题探讨

图8 修正升阻比设计的叶片弦长分布

图9 修正升阻比设计的叶片功率曲线分布 

表2 DU系列翼型（设计点取翼型升阻比最大点）

　　B. 系列翼型叶片设计
　　通常，多翼型设计的叶片往往不满足几何连续性的要求。由上面的结论可知，能够通过调节设计点来满足几何连续性，同时又兼顾最大功率系数及其平稳性。
　　以DU 系列翼型设计的ZDS-2500 风轮为例，如果取各个翼型的升阻比最大点作为设计点，设计参数如表2 所示。
　　图7 为按照最佳升阻比设计的叶片弦长沿叶轮半径的分布。从图中可以看出，弦长分布不服从单调变化的原则，给叶片制造带来困难。可以利用单翼型设计时的结论，通过改变翼型的设计点，使弦长符合几何连续性原则，同时兼顾功率系数曲线平稳度。因此，在ZDS-2500 风电机组叶轮设计中，翼型设计点并没有取升阻比最大的位置，主要修正措施有：为了实现更好的功率系数和曲线平稳度，减小翼型Du97-W-300 的设计点升力系数到1.2552，对应的攻角为7°，升阻比为121.86，同时为了保证弦长分布的单调性，适当改变翼型Du96-W-180 的升力系数，将其调整为1.0766，对应攻角为7°，升阻比为158.32。修正后的叶片弦长分布如图8 所示，可以看出，叶片几何连续性很好，并且叶片线性度好，适合加工制造。
　　修正前后的功率系数曲线如图9 所示，可见修正后风轮功率系数曲线顶部平缓度更好。

图10 设计结果对比