大型风力机复合材料叶片的气动外形和载荷设计

　　（3）风轮直径。由叶片适用的风区，如果是IECI类风区，额定风速较高，风轮直径会较小；相反，如果是IECII类风区或更差，要求额定风速会更低，风轮直径更大。确定了风轮直径，根据轮毂半径及风轮锥角等可得出叶片的长度。
　　（4）风轮转速。一般应先确定叶片运行的尖速比范围，在设计的尖速比上，所有的空气动力学参数接近于它们的最佳值，以及风轮效率达到最大值。目前运行的大功率风机都具有较高的尖速比，在6~8范围内，此类风机具有较高的风能利用系数，同时较高尖速比的风力机叶片成本也低。根据风轮设计风速和发电机转速确定的尖速比应在此范围内。由于控制气动噪声的原因，叶尖线速度一般在70m/s附近(海上风电机组略有放开)，这决定了风轮的最大转速。
　　（5）风轮仰角和风轮锥角，防止叶尖与塔架碰撞。
　　（6）翼形族的选择。失速型叶片必须选择失速性能优良的翼型，变速变距叶片一般选择具有良升阻比特性的翼型。为满足结构设计的需要，叶片根部一般选用大厚度翼型，其相对厚度根据强度要求从根端的100%(圆形)过渡到40%左右。翼型的空气动力学特性是叶片气动设计的基础参数，风力机叶片的运行迎角范围是-180°~180°，雷诺数的范围也比较宽，在106~107之间。
　　2.2动量叶素理论
　　2.2.1动量理论
　　动量理论(MomentumTheory)定义了一个通过风轮平面的理想流管，见图1，、、分别表示来流风速、流过风轮风速、风轮后尾流速度[3]。