余辉2KW风力发电机组低风速叶片设计和分析
低风速风力发电机的性能分析和提升方法
低风速风力发电机的性能分析和提升方法随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为其中的一种重要形式，受到了广泛关注。
然而，传统的风力发电机在低风速条件下的发电效率较低，限制了其在低风速环境下的应用。
因此，对低风速风力发电机的性能分析和提升方法的研究具有重要意义。
1. 低风速风力发电机的性能分析低风速条件下的风力发电机受限于风能的可利用性，因此提高低风速条件下的发电效率对于降低成本和提高可再生能源利用率至关重要。
对于低风速风力发电机的性能分析，主要包括以下几个方面：1.1 风能捕捉率分析风能捕捉率是评价风力发电机性能的重要指标之一。
低风速条件下，应通过分析风力对风力发电机叶片的作用，确定最佳叶片设计及调整风机运行控制策略，以提高风能捕捉率。
1.2 发电效率分析发电效率是评价风力发电机的另一个重要指标。
发电效率受多种因素影响，包括风机损耗、传动机构损耗、叶片设计等。
通过对发电效率的分析，可以确定性能瓶颈，并提出相应的改进措施。
1.3 噪音与振动分析噪音和振动是低风速风力发电机面临的其他问题。
噪音对周围环境和人体健康带来不利影响，振动则可能影响发电机的运行稳定性。
因此，对噪音和振动进行分析，并采取相应的措施减少噪音和振动是提高低风速风力发电机性能的重要途径。
2. 低风速风力发电机的性能提升方法为了提高低风速风力发电机的性能，在发电效率、风能捕捉率和噪音振动等方面，可以采取以下几种方法：2.1 改进叶片设计叶片是低风速风力发电机的核心组件，其设计直接影响风力发电机的性能。
对于低风速条件下的发电机，应以提高风能捕捉率为目标进行叶片设计。
一种常见的方法是采用大弯度、大面积的叶片设计，以增加叶片与风之间的接触面积，提高风能捕捉效率。
2.2 优化发电机控制策略合理的发电机控制策略可以提高低风速条件下的发电效率。
根据风速变化进行实时调整，使风力发电机在低风速条件下保持较高的发电效率。
同时，合理的控制策略也可以减少风力发电机的噪音和振动。
低风速环境下风力发电叶片的结构优化设计
低风速环境下风力发电叶片的结构优化设计在低风速环境下，风力发电叶片的结构优化设计是提高风力发电效率的关键。
优化设计旨在增强叶片的捕获风能能力，提高转速和产生的能量。
这篇文章将介绍低风速环境下风力发电叶片的结构优化设计的重要性，并提供一些具体的优化设计方法和技术。
1. 引言风力发电已成为世界各地的重要可再生能源之一。
然而，在低风速环境下，风力发电的效益相对较低。
因此，优化设计风力发电叶片的结构对于提高风力发电系统的性能至关重要。
2. 低风速环境的挑战低风速环境下，风力发电叶片面临几个挑战。
首先，低风速条件下叶片的捕获风能能力较低，导致发电效率低下。
其次，由于低风速无法提供足够的动力，叶片转速较低，这也限制了发电量的增加。
最后，由于低风速条件下，风力发电叶片受到较小的载荷作用，因此容易产生振动和损坏。
3. 结构优化设计方法结构优化设计方法可以帮助改善低风速环境下风力发电叶片的性能。
以下是一些常见的优化设计方法：3.1 叶片材料选择选择适合低风速环境的材料对于叶片的性能至关重要。
通常情况下，轻质材料和具有高强度的复合材料可以显著提高叶片的强度和刚度，从而减少振动和损坏的风险。
3.2 叶片轮廓设计叶片轮廓设计是优化风力发电叶片结构的关键步骤。
通过采用合适的空气动力学轮廓，可以提高叶片的捕获效率和产生的动力。
常见的轮廓设计方法包括NACA（National Advisory Committee for Aeronautics）轮廓和三维曲线设计等。
3.3 流场分析流场分析是优化设计风力发电叶片的重要步骤。
通过数值模拟和计算流体力学（CFD）分析，可以确定叶片表面的压力分布和风阻力，进而优化叶片的设计参数。
这些分析结果可以帮助改良叶片形状，减小风阻力，提高发电效率。
3.4 结构优化算法结构优化算法可用于风力发电叶片的优化设计。
例如，遗传算法和粒子群算法等智能优化算法可以根据给定的目标函数和约束条件，搜索最佳解决方案。
低风速环境下风力发电叶片表面阻力的降低方法研究
低风速环境下风力发电叶片表面阻力的降低方法研究近年来，风力发电作为一种清洁、可再生的能源，受到了广泛的关注和应用。
然而，在低风速环境下，风力发电叶片的效能存在一定的不足，其中表面阻力是一个重要问题。
本文将针对低风速环境下风力发电叶片表面阻力的降低方法进行研究，以期提高风力发电的效能。
首先，为了理解低风速环境下风力发电叶片表面阻力的特点，我们需要分析叶片表面的流动状况。
低风速环境下，由于气流速度较为缓慢，流动会呈现出层流的特点，表面阻力主要由黏性阻力和压力阻力组成。
因此，我们可以从这两个方面入手，采取相应的方法来降低表面阻力。
首先，针对黏性阻力，我们可以通过改良叶片表面的形状来减小黏性阻力的产生。
研究表明，表面光滑的叶片会产生更小的黏性阻力。
因此，我们可以采用涂覆材料或表面处理技术来改善叶片的表面光滑度。
一种常用的方法是在叶片表面涂覆一层纳米涂层，这能够显著减小流体与叶片表面的接触面积从而降低黏性阻力。
其次，对于压力阻力的降低，我们可以通过增加叶片的升力系数来减少压力阻力的产生。
一种有效的方法是采用波形叶片设计。
波形叶片的设计能够增加气流与叶片表面的接触面积，增加了气流的加速程度，从而提高了升力系数，减少了压力阻力的产生。
同时，波形叶片还能够减小顺风向流动的阻力，提高了整体的发电效率。
此外，我们还可以通过优化叶片的材料来减小表面阻力。
研究表明，采用轻量、高强度的材料能够有效减小叶片的质量和表面粗糙度，从而降低表面阻力。
例如，采用复合材料制造叶片，可以在保持足够强度的前提下减小叶片的重量，降低表面阻力。
同时，我们还可以通过表面涂层材料的选择来减小表面粗糙度，从而降低黏性阻力的产生。
最后，我们还可以考虑利用流动控制技术来降低叶片表面阻力。
流动控制技术可以通过改变气流与叶片表面的相互作用方式来降低表面阻力。
例如，采用微尺度结构来控制表面流动，能够改变气流的分离和再附着现象，从而减少压力波动和湍流的产生，降低表面阻力。
风力发电机组叶片设计与性能分析
风力发电机组叶片设计与性能分析叶片作为风力发电机组的核心部件之一，其设计和性能分析对于提高风力发电机的发电效率和性能至关重要。
本文将围绕风力发电机组叶片的设计和性能进行详细讨论，包括叶片的设计原理、材料选择、结构设计以及性能分析与优化等方面。
1. 叶片设计原理风力发电机组叶片的设计原理主要包括气动力学原理和结构力学原理。
气动力学原理研究风力对叶片的作用力，包括气动力的大小、方向和分布等；结构力学原理研究叶片的强度、刚度和振动等特性。
在进行叶片设计时，需要将这两个原理进行综合考虑，以满足风力发电机组的性能要求。
2. 材料选择叶片的材料选择直接影响到叶片的强度、刚度和重量等性能指标。
常用的叶片材料有纤维复合材料（如碳纤维、玻璃纤维）、铝合金和钢材等。
纤维复合材料具有优良的强度和刚度，同时具备较低的重量和惰性，因此在风力发电机组叶片设计中被广泛应用。
3. 结构设计风力发电机组叶片的结构设计主要包括叶片的长度、形状和剖面等几何参数的确定。
通常情况下，叶片的长度应根据风力发电机组的机组容量和环境条件进行确定，以实现最佳的发电效率。
叶片的形状和剖面则直接影响到叶片的气动特性，如风阻、升力和推力等。
为了充分利用风能，叶片的气动特性应该尽可能优化，逐步增大风阻和升力，减小风阻系数和剪力等。
4. 性能分析与优化风力发电机组叶片的性能分析与优化通常采用计算流体动力学（CFD）模拟和试验验证相结合的方法。
通过CFD模拟，可以对叶片在不同工况下的流动场进行数值计算，获得叶片的气动特性，如风阻、升力系数、剪力等。
同时还可以对叶片进行结构力学分析，评估其强度和刚度等。
通过与试验数据的对比，可以验证CFD模拟的准确性，并对叶片的设计进行优化。
在进行风力发电机组叶片设计与性能分析时，还需要考虑以下几个关键因素：A. 多工况性能分析：叶片在不同风速下的气动特性会发生变化，因此需要对叶片在多个工况下进行性能分析，并针对不同风速进行优化设计。
低风速风力发电系统中叶片设计与气动噪声控制研究
低风速风力发电系统中叶片设计与气动噪声控制研究随着对可再生能源的需求不断增长，风力发电成为一种重要的清洁能源来源。
然而，在低风速环境下，传统的风力发电系统往往效率较低，这就需要我们对低风速风力发电系统中的叶片设计和气动噪声进行研究与改进。
首先，针对低风速风力发电系统中的叶片设计，我们需要考虑以下几个方面。
首先是叶片的长度与角度的选择。
由于低风速下风能相对较低，叶片的长度应适中，既能够捕获足够的风能，又能保持叶片的结构强度。
叶片的角度应根据风速变化进行自适应调整，以保持最佳的风能捕获效率。
其次是叶片的材料选择，应选择轻质耐用的材料，以降低叶片的自重和降低系统的启动风速。
最后是叶片的轮毂连接方式和叶片形状设计。
合适的连接方式和优化的叶片形状能够提高整个系统的稳定性和效率。
在叶片设计的基础上，对低风速风力发电系统中的气动噪声进行控制也是十分重要的。
气动噪声是由气流与叶片或其他各种结构件的相互作用造成的，严重影响了系统的可接受性和运行效率。
为了控制气动噪声，我们可以采取以下几种方法。
首先是通过优化叶片的形状和表面质量来降低噪声产生的机理。
例如，通过减小叶片翼型表面的凹凸和分离区域，减少湍流的生成，从而降低噪声的产生。
其次是通过合理的叶片布局和安装角度，减少气动噪声的传播。
通过调整叶片的位置和安装角度，可以减少叶片与结构件之间的相互作用，降低气动噪声的辐射。
最后是通过采用降噪材料和结构的方法来抑制噪声传播。
例如，可以在风力发电系统的周围设置隔音墙或使用吸音材料来减少噪声的传播。
此外，通过合理的系统设计和控制策略也可以进一步提高低风速风力发电系统的效率和降低噪声。
例如，我们可以采用变桨角、变流量等控制策略来优化风能的捕获。
通过对不同工况和风速的建模和优化，可以使系统在不同的风速下都能获得较高的效率。
另外，合理的系统布局和降低系统的振动也可以减少噪声的产生。
通过选择合适的支撑结构和减振装置，可以降低系统的振动和噪声。
低风速环境下风力发电叶片的材料热膨胀性能研究
低风速环境下风力发电叶片的材料热膨胀性能研究随着全球对可再生能源需求的增加，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式受到了广泛关注。
在风力发电中，叶片是关键的组成部分，其性能对发电效率起着至关重要的作用。
而低风速环境下，风力发电叶片材料的热膨胀性能成为了一个备受关注的问题。
在低风速环境下，风力发电叶片所受到的力和温度变化较小，这就对材料的热膨胀性能提出了较高的要求。
材料的热膨胀性能可以通过研究热膨胀系数来评估。
热膨胀系数是指材料在温度变化时单位温度变化引起的长度或体积变化。
热膨胀系数较低的材料在低风速环境下具有更好的稳定性和可靠性。
为了研究低风速环境下风力发电叶片的材料热膨胀性能，研究人员可以选择多种方法。
首先，可以通过实验室测试来获得不同材料的热膨胀系数，可以利用热膨胀仪等设备来模拟低风速环境，并测量不同温度下材料的热膨胀情况。
通过比较不同材料的热膨胀系数，可以评估其在低风速环境下的适用性。
其次，可以利用数值模拟方法来研究材料的热膨胀性能。
数值模拟可以通过建立材料的热膨胀模型来预测其在低风速环境下的表现。
通过改变材料的组成和结构参数，可以评估不同材料对于热膨胀性能的影响。
数值模拟方法可以提供更全面的信息，帮助研究人员更好地理解材料的热膨胀性能。
此外，研究人员还可以通过文献综述来了解已有研究对于低风速环境下风力发电叶片材料热膨胀性能的研究结果。
通过归纳和总结已有研究的发现，可以为进一步的研究提供指导和启示。
同时，文献综述还可以发现已有研究的不足之处，为未来的研究提供改进的方向和方法。
在研究低风速环境下风力发电叶片材料热膨胀性能时，还需要考虑材料的其他性能，如力学强度、耐热性和耐久性等。
这些材料的综合性能对叶片在低风速环境下的可靠性和稳定性起着至关重要的作用。
因此，在研究材料热膨胀性能时，应考虑到材料的综合性能，并找到最佳的材料选择。
总之，低风速环境下风力发电叶片的材料热膨胀性能是一个重要的研究内容，对提高风力发电效率和可靠性具有重要意义。
低风速环境下风力发电叶片的动态特性分析与优化设计
低风速环境下风力发电叶片的动态特性分析与优化设计1. 引言随着环境保护意识的增强和可再生能源的重要性日益凸显，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式得到了广泛发展。
在风力发电系统中，风力发电叶片作为最核心的组成部分，起着将风能转化为机械能的关键作用。
本文将针对低风速环境下风力发电叶片的动态特性进行分析与优化设计。
2. 低风速环境下风力发电叶片的动态特性分析低风速环境下，叶片所受到的风力较弱，这对风力发电系统的效率和稳定性提出了更高的要求。
为了准确分析低风速环境下风力发电叶片的动态特性，我们可以采用数值模拟方法，如计算流体力学（CFD）仿真。
首先，我们需要建立一个准确的数学模型，包括叶片的几何形状、材料特性、风速分布等。
然后，利用CFD软件对风力发电叶片进行流场仿真，得到叶片表面的压力分布、气动力、风速分布等相关数据。
通过对这些数据的分析，可以得到低风速环境下叶片的气动特性和动态响应性能。
在分析低风速环境下风力发电叶片的动态特性时，需要考虑以下几个方面：2.1 风速分布对叶片的影响低风速环境下，风速分布不均匀是一个普遍存在的问题。
在动态特性分析中，我们需要关注风速的峰值、起始时间、持续时间等参数。
通过对风速分布的分析，可以确定叶片在不同时刻所受到的风力大小和方向，进而研究叶片的振动特性、变形情况等。
2.2 叶片质量与刚度对动态特性的影响低风速环境下，叶片的质量和刚度对其动态响应有重要影响。
质量分布不均匀和刚度不足会导致叶片的振动和形变过大，从而影响风力发电系统的工作效率和寿命。
因此，在优化设计叶片时，需要合理分配叶片的质量，并提高其刚度。
2.3 流态特性对叶片的影响低风速环境下，流态特性对风力发电叶片的动态特性有显著影响。
流场的湍流程度、流速梯度等因素决定了叶片表面的压力分布和气动力大小。
因此，优化叶片的流态特性可以提高叶片的功率输出和稳定性。
3. 风力发电叶片的优化设计基于对低风速环境下风力发电叶片动态特性的分析，我们可以进行优化设计，以提高风力发电系统的效率和稳定性。
低风速风力机的叶片设计及仿真研究的开题报告
低风速风力机的叶片设计及仿真研究的开题报告一、研究背景及意义风能是一种清洁、可再生的能源，而风力机则是将风能转换为机械能或电能的设备，因此具有重要的应用价值。
近年来，风力发电技术得到了广泛的应用和发展，但是在一些低风速地区，传统的高风速风力机受限于风速的限制，发电效率较低。
因此，低风速风力机的研究和应用具有重要的意义。
低风速风力机的设计和制造，需要涉及到叶片的设计优化、结构设计、模拟仿真等方面的技术。
其中，叶片的设计优化是影响风力机性能的重要因素之一。
因此，本研究选取低风速风力机叶片为研究对象，进行叶片的设计及仿真研究。
二、研究内容和研究方法本研究以低风速风力机叶片为研究对象，主要研究内容包括：1. 叶片设计优化：基于气动力学理论和叶片流场分析，综合考虑叶片的轮廓、旋转角度、长度、弯曲度等因素，设计出在低风速下能够实现高效发电的叶片结构。
2. 叶片结构设计：优化后的叶片结构需要考虑强度、刚度、耐腐蚀性等因素，以保证叶片在运行过程中的可靠性和稳定性。
3. 叶片仿真分析：利用计算机辅助工程（CAE）软件对叶片进行流场分析、结构分析，得到叶片在不同工况下的应力和变形情况，以评估叶片的机械性能和改进叶片设计。
研究方法主要包括理论计算、计算机仿真、试验验证等方法。
三、预期研究结果和创新点本研究预期取得以下结果：1. 设计出在低风速下能够实现高效发电的叶片结构，并验证其性能。
2. 优化叶片结构设计，保证叶片在运行过程中的可靠性和稳定性。
3. 通过仿真分析，得到叶片在不同工况下的应力和变形情况，为改进叶片设计提供参考。
创新点：1. 研究低风速风力机叶片优化设计，提高低风速下发电效率。
2. 综合考虑叶片的气动力学性能和机械性能，设计叶片结构。
3. 运用计算机辅助工程软件对叶片进行流场分析、结构分析，得到叶片的应力和变形情况。
四、研究进度安排第一年：1. 参照相关文献，了解低风速风力机叶片的设计原理和设计思路。
2. 借助ANSYS软件，开展低风速风力机叶片流场分析。
低风速风力发电风轮叶片的设计与优化
低风速风力发电风轮叶片的设计与优化随着对清洁能源需求的不断增长，风力发电作为一种可再生能源得到了广泛应用。
然而，在低风速环境下，传统的风力发电叶片设计普遍存在效率低下的问题。
因此，设计和优化低风速风力发电风轮叶片是一项重要且具有挑战性的任务。
本文将探讨低风速风力发电风轮叶片的设计原理、优化方法以及相关的研究进展。
首先，低风速环境下风力发电叶片设计的关键是提高叶片的抓取面积，并减小风阻。
一种常用的方法是增加叶片的长度和宽度，以扩大叶片与气流的接触面积，提高能量转化效率。
此外，通过增加叶片的扭转角度和倾斜角度，可以提高风力发电机在低风速环境下的启动性能。
其次，为了进一步优化低风速风力发电叶片的设计，可以采用计算流体力学模拟方法进行优化。
利用计算机软件对叶片进行模拟和分析，可以精确地预测叶片在低风速环境下的性能。
通过调整叶片的形状、剖面和结构参数，可以最大程度地减小风阻和气动噪声，提高风力发电机的发电效率。
此外，材料的选择也是低风速风力发电叶片设计的重要考虑因素。
与传统的高速风力发电机相比，低风速风力发电机在风轮叶片上承受的力比较小，因此可以选择轻质材料制造叶片，以减小风阻和提高转速。
同时，材料的强度和耐久性也是关键因素，可以选择具有较高强度和耐候性的材料，以确保叶片的寿命和可靠性。
另外，低风速风力发电风轮叶片的设计还需要考虑环境因素。
例如，在低温和湿度环境下，使用防冰涂层可以减少冰的凝结和积聚，防止叶片结冰而影响发电效率。
此外，还可以考虑利用自动调节机构，根据不同环境条件调整叶片的角度，以使风力发电机始终在最佳工作状态。
在研究与实践中，许多学者和企业致力于低风速风力发电叶片的设计与优化。
他们通过使用计算流体力学模拟软件和实验室测试设备，不断改进和验证设计方案。
一些新兴技术，如生物仿生设计和多段结构设计，也被引入到低风速风力发电叶片的设计中，以提高其性能。
总之，低风速风力发电风轮叶片的设计与优化是提高风力发电机效率和可靠性的关键。
低风速环境下风力发电叶片的力学特性分析与优化设计
低风速环境下风力发电叶片的力学特性分析与优化设计风力发电作为一种可再生能源，正变得越来越受人们的关注和重视。
而风力发电机由风轮、塔筒和机组组成，其中风轮的叶片起着决定性的作用。
在低风速环境下，风力发电叶片的力学特性成为了研究的重点，优化设计也是提高风力发电机效率的关键。
低风速环境下风力发电叶片的力学特性分析是为了了解叶片在此工况下的受力情况，从而为优化设计提供依据。
首先，我们需要对低风速条件进行定义和界定。
一般来说，低风速一般指的是风速小于3m/s的情况，这是风力发电机开始转动的最低风速，也是其运行效率较低的风速范围。
在低风速环境下，由于风力的不足，风力发电叶片所受到的风力也较小。
这就要求叶片设计要具备较高的灵敏度和适应性，以便在低风速下仍能正常运转。
因此，低风速环境下风力发电叶片的力学特性分析和优化设计尤为重要。
首先，我们需要对风力发电叶片的受力情况进行分析。
风力发电叶片在低风速环境下主要受到两种力的作用：风力和重力。
风力是主要推动叶片运动的力量，而重力则是叶片自身的重量。
在低风速下，由于风力较小，叶片所受到的风力也相应较小。
这就导致叶片的转动速度较低，转动轴所受到的力矩也相应较小。
基于以上的分析，我们可以得出几个结论。
首先，在低风速环境下，风力发电叶片所受到的外力较小，因此叶片的结构应该具备较高的刚度和强度，以便在受到外力作用时不会发生变形和破裂。
其次，由于低风速条件下叶片的转动速度较低，我们需要优化叶片的形状和结构，以提高其运转效率。
在优化设计风力发电叶片时，我们可以从以下几个方面进行考虑。
首先，可以采用空气动力学的原理对叶片的形状进行优化。
通过改变叶片的弯曲角度和翼型等参数，可以使得叶片在低风速下能够更好地捕捉到风力，从而提高转动效率。
其次，可以考虑使用轻量化材料来制造叶片，以减轻其自重，降低对转动轴的负荷。
同时，叶片的设计应该兼顾耐久性和可靠性，以确保其在长时间运行过程中不会出现磨损和损坏的情况。
低风速风力发电叶片的热影响分析与优化设计
低风速风力发电叶片的热影响分析与优化设计引言随着全球对可再生能源的需求与日俱增，风力发电作为一项绿色、清洁的能源形式受到了广泛关注。
然而，风力发电系统在实际运行过程中常常面临风速低、气候湿热等复杂环境影响，这对于风力发电叶片的性能和可靠性提出了挑战。
因此，对低风速风力发电叶片的热影响进行分析与优化设计，对于提高风力发电系统的效率和稳定性具有重要意义。
热影响分析在低风速条件下，风力发电叶片容易因为发电负载较小而无法产生足够的风力，从而导致叶片温度升高。
这种温度升高会引发一系列问题，如材料热膨胀、疲劳破坏等。
因此，热影响分析成为保障风力发电叶片可靠性的关键。
首先，通过数值模拟方法，可以对低风速条件下风力发电叶片的温度进行分析。
该分析需要考虑叶片在工作过程中的传热特性，包括叶片与气流之间的传热、叶片内部传热以及叶片与周围环境的热交换等。
通过建立热传导方程、流体动力学方程等数学模型，可以得出叶片表面及内部不同位置的温度分布情况。
接着，通过实验测试方法，可以获取风力发电叶片在低风速下的温度数据。
通过在实际工作环境中设置传感器，记录叶片表面和内部的温度变化，从而获取更准确的温度数据。
这些数据可以与数值模拟结果进行对比分析，验证模型的准确性，同时还可对叶片热影响的具体特点进行深入分析。
最后，通过热学性能测试，可以对叶片材料的热导率、热膨胀系数等进行测量。
这些材料性能参数对于分析叶片在低风速条件下的热影响具有重要作用。
通过建立叶片热学性能模型，可以更准确地模拟叶片的热传导特性，进一步优化设计。
优化设计针对低风速风力发电叶片的热影响问题，可以通过以下几方面的优化设计来提高叶片的性能和可靠性。
首先，合理选择叶片材料。
在低风速条件下，叶片易受到高温影响，因此材料的耐热性能是关键。
可以选择高温耐久性较好的材料，如复合材料和高温合金等。
同时，还要考虑材料的热导率和热膨胀系数等热学性能参数，以保证叶片在工作过程中的稳定性和可靠性。
2MW风力机用47.5m叶片的结构设计的开题报告
2MW风力机用47.5m叶片的结构设计的开题报告题目：2MW风力机用47.5m叶片的结构设计的开题报告一、题目背景随着可再生能源的重要性逐渐被提高，风力发电作为其中重要的方式之一也得到了广泛的应用。
其中，风力机的叶片作为风能转换的核心组成部分，其结构设计对风力机的性能和耐久性具有至关重要的影响。
本课题将针对一款2MW风力机在47.5m叶片上的结构设计进行研究和分析。
二、研究内容1. 2MW风力机的整体架构设计2. 47.5m叶片的材料选用及结构设计3. 叶片的静态和动态分析4. 叶片的气动性能分析5. 叶片的结构优化设计三、研究意义风力机的叶片是整个机组中效率和强度影响最大的单项元件，因此对其进行科学的设计和优化可以显著提高风力机的发电效率和使用寿命，对可再生能源的开发和利用具有重要的意义。
四、研究方法1. 文献调研通过文献调研了解国内外关于2MW风力机的叶片结构设计的相关研究成果，为后续的研究提供必要的基础知识和技术参考。
2. CAD建模与静态模拟进行2MW风力机的整体架构设计和叶片的结构设计，并进行静态模拟，分析叶片的应力分布、变形情况等。
3. 气动性能分析通过计算流体力学软件对叶片进行求解，获得叶片表面的压力分布和升阻曲线等。
4. 结构优化设计结合静态模拟和气动性能分析的结果，针对叶片的结构进行优化设计，使其在保证承载性能的同时，最大化发电效率。
五、进度计划1. 第一阶段（1~2周）：对相关文献进行调研，研究国内外同类项目的设计和优化情况，并对CAD建模软件和计算流体力学软件进行熟悉和学习。
2. 第二阶段（2~3周）：进行整体架构设计和叶片的材料选用及结构设计，进行静态模拟，并进行初步的气动性能分析。
3. 第三阶段（2~3周）：进一步完善气动性能分析，并进行叶片结构的优化设计。
4. 第四阶段（1~2周）：总结优化设计的结果，撰写论文并进行答辩。
六、预期成果1. 2MW风力机用47.5m叶片的结构设计方案2. 叶片的静态和动态分析结果3. 叶片的气动性能分析结果4. 叶片的结构优化设计结果5. 一篇研究论文并进行答辩七、研究成果的意义1. 为2MW风力机用47.5m叶片的结构设计提供了一定的参考和技术支持。
低风速环境下风力发电叶片的振动与模态分析
低风速环境下风力发电叶片的振动与模态分析随着近年来对可再生能源的广泛应用和推进，风力发电作为一种清洁能源得到了越来越多的关注。
然而，在实际运行中，风力发电叶片的振动问题成为了一个重要的研究课题。
特别是在低风速环境下，由于风力的相对较弱，风力发电叶片的振动问题更加突出。
因此，进行低风速环境下风力发电叶片的振动与模态分析具有重要的理论意义和实际应用价值。
风力发电叶片的振动问题主要包括两个方面：叶片的动态响应和叶片的模态分析。
叶片的动态响应是指叶片在受到风力作用时的振动情况，而叶片的模态分析则是通过数学模型来研究叶片的振动模态。
这两个问题是相互关联的，通过对叶片的动态响应进行分析可以得到叶片的模态参数，进而更好地了解叶片在不同风力条件下的振动行为。
在低风速环境下，由于风力相对较弱，叶片的振动问题可能导致以下影响：一是降低发电效率。
叶片的振动会造成能量的损失，从而降低风力发电的效率。
二是加速叶片的疲劳寿命。
长期以来叶片的振动会导致金属疲劳，进而缩短叶片的使用寿命。
三是增加维护成本。
如果叶片的振动过大，就需要进行维护和修复，增加了维护成本和风力发电站的停机时间。
解决低风速环境下风力发电叶片振动问题的关键是进行振动与模态分析，在此过程中，有以下几个方面需要考虑：首先，建立叶片的振动模型。
叶片的振动模型可以通过有限元方法建立，在此过程中可以考虑叶片的材料特性、几何形状和边界条件等因素。
叶片的材料特性对振动的影响十分重要，需要合理选择和确定叶片的材料。
几何形状包括叶片的长度、厚度和弯曲角度等参数，这些参数会直接影响叶片的振动特性。
边界条件是指叶片的支承方式和固定方式，不同的支承方案和固定方案会对振动产生不同的影响。
其次，确定叶片的动态响应方程。
通过建立叶片的动态响应方程可以预测叶片在低风速环境下的振动情况。
动态响应方程可以通过应力-振动耦合模型来建立，其中包括材料的应力-应变关系和叶片的振动方程。
在建立动态响应方程的过程中需要对叶片的质量、刚度和阻尼等参数进行合理估计。
基于低风速环境下的风力发电叶片材料选择与性能研究
基于低风速环境下的风力发电叶片材料选择与性能研究风力发电作为一种清洁、可再生的能源，正逐渐成为人们重视和利用的对象。
在风力发电系统中，风力发电叶片作为转化风能为电能的关键部件，对于其材料选择与性能研究，具有重要的意义。
特别是在低风速环境下，优化叶片材料的选择，能够提高风力发电系统的效率和稳定性。
低风速环境下的特点是风力较弱，因此风力发电叶片在设计和材料选择上需要考虑以下几个关键因素：轻量化、结构强度、耐久性和成本效益。
首先，轻量化是低风速环境下的风力发电叶片设计的重要指标。
因为在低风速环境下，风力发电机往往需要更高的启动转速才能转动，因此叶片的重量应该尽可能轻，以提高系统的启动性能。
轻量化设计可以通过选择轻质材料、优化叶片结构等方式实现。
常见的用于风力发电叶片的材料有纤维复合材料、玻璃钢、碳纤维等。
其次，结构强度是叶片材料选择的另一个重要考虑因素。
低风速环境下，叶片可能面临的风荷载较小，但仍然需要具备足够的结构强度以应对突发的极端风力。
材料的强度和刚度是衡量结构强度的重要指标。
常用的材料如玻璃钢具有较好的强度和刚度特性，能够满足在低风速环境下的使用要求。
第三，耐久性是叶片材料选择的关键考虑因素之一。
风力发电叶片处于户外环境中，暴露在恶劣的气候条件下，如强风、雨水、紫外线等。
因此，叶片的材料需要具备良好的耐久性，能够抵抗风力、防止腐蚀、耐紫外线辐射等。
常用的抗紫外线材料有聚酯树脂、环氧树脂等。
最后，成本效益是叶片材料选择中需要综合考虑的因素。
不同的叶片材料价格差异较大，对于风电厂来说，成本效益是重要的考虑因素之一。
一般来说，纤维复合材料具有较好的性价比，既能满足结构强度要求，又相对较为经济。
综上所述，对于基于低风速环境下的风力发电叶片材料选择与性能研究，我们需要考虑轻量化、结构强度、耐久性和成本效益等关键因素。
常见的叶片材料有纤维复合材料、玻璃钢、碳纤维等，这些材料具有较好的轻量化、结构强度和耐久性特性，能够满足低风速环境下风力发电叶片的要求。
低风速环境下风力发电叶片的振动与疲劳分析
低风速环境下风力发电叶片的振动与疲劳分析随着全球能源需求的增长和环境保护的要求，风力发电作为一种清洁能源形式得到了广泛应用和发展。
在风力发电系统中，风力发电叶片是转换风能为机械能的重要组成部分。
然而，在低风速环境下，风力发电叶片的振动与疲劳问题成为了制约其可靠性和寿命的重要因素。
本文将重点讨论低风速环境下风力发电叶片的振动与疲劳分析方法以及相关的解决方案。
首先，振动分析是研究低风速环境下风力发电叶片振动特性的重要手段之一。
振动可以导致风力发电叶片的疲劳损伤和断裂，因此准确评估风力发电叶片的振动情况对提高其可靠性和寿命至关重要。
振动分析需要考虑叶片的固有振动频率、模态形状以及外界激励等因素。
通常使用有限元方法来建立风力发电叶片的振动模型，采用数值仿真技术进行振动响应的计算。
同时，通过实验测量和信号处理技术获取实际的叶片振动数据，与仿真结果进行对比验证，以验证模型的准确性。
其次，疲劳分析是研究低风速环境下风力发电叶片疲劳寿命的重要方法。
由于低风速环境下叶片的振动相对较小，疲劳寿命往往是限制风力发电叶片寿命的主要因素之一。
疲劳分析是通过建立叶片的应力场和应力历程，采用疲劳理论和寿命预测方法来评估叶片的疲劳寿命。
一般采用有限元方法进行应力分析，考虑到风荷载、旋转运动、惯性力和离心力等因素的综合作用。
根据材料的疲劳性能和叶片的应力历程，可以得出叶片的疲劳损伤指标，从而预测叶片疲劳寿命的可靠性。
另外，为了减小低风速环境下风力发电叶片的振动和延长其疲劳寿命，许多解决方案被提出。
一种常见的做法是改变叶片的结构设计，通过改变叶片的形状、增加刚度、减小质量等方式，来改善其振动特性。
另外，通过安装振动减震器、调整叶片角度或增加阻尼材料等方式也可以有效减小叶片的振动。
此外，优化风力发电机组的控制策略，如调整叶片的转动速度、角度和功率输出等，也可以减小叶片的振动和疲劳损伤。
在实际工程中，这些解决方案可以结合使用，以达到最佳的振动控制效果和疲劳寿命提升效果。
风力发电机组叶片设计及优化
风力发电机组叶片设计及优化1. 引言随着能源需求的不断增长和环境可持续发展的重要性日益凸显，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式备受关注。
风力发电机组的叶片是其中最关键的组成部分之一，其设计和优化对于风能转化效率的提高和成本的降低具有重要意义。
2. 叶片设计关键因素2.1 材料选择叶片材料的选择直接影响着叶片的性能和成本。
常见的叶片材料包括玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）等。
在选择材料时需要综合考虑材料的强度、刚度、耐久性以及成本等因素。
2.2 叶片几何形状叶片的几何形状对于风能转化效率和结构强度起着重要作用。
常见的叶片形状包括直线型、弯曲型和扭曲型等。
直线型叶片简单易制造，但其风能利用率较低；弯曲型和扭曲型叶片能更好地利用风能，但设计和制造难度较大。
2.3 叶片尺寸叶片尺寸是叶片设计的关键参数之一。
叶片长度的增加可以提高风能转化效率，但同时也会增加叶片的重量和制造难度。
因此，需要在风能转化效率和制造成本之间进行权衡，并选择合适的叶片尺寸。
2.4 叶片分布风力发电机组通常由多个叶片组成，叶片的分布方式直接影响着风能利用率和机组运行的安全性。
常见的叶片分布方式有均匀分布、螺旋分布和交错分布等。
根据具体的场地条件和工程要求选择适合的叶片分布方式，以实现最佳的风能转化效率和机组运行稳定性。
3. 叶片设计流程3.1 需求分析在进行叶片设计之前，需要对工程需求进行全面分析，并明确设计目标。
包括风速范围、功率输出、机组尺寸等方面的要求。
3.2 叶片初始设计根据需求分析的结果，进行叶片的初始设计。
在设计中需要考虑叶片形状、尺寸和材料等因素，并使用适当的工具和软件进行建模和计算。
3.3 叶片力学分析对叶片的力学性能进行分析，包括受力分析、变形分析和疲劳寿命评估等。
这可以通过有限元分析等工具进行计算和模拟。
3.4 叶片优化设计根据叶片力学分析的结果，对叶片进行优化设计。
优化的目标包括提高风能利用率、减小叶片重量、增强叶片结构强度等方面。
低风速风力发电叶片的尾流影响分析与优化
低风速风力发电叶片的尾流影响分析与优化随着可再生能源的发展和应用，风力发电作为一种清洁环保的能源形式越来越受到重视。
而在风力发电中，叶片作为主要的能量转换装置，其设计和性能对风力发电机组的效率和稳定性起着至关重要的作用。
然而，低风速条件下，风力发电叶片的尾流效应对发电机组的性能会产生一定的影响。
本文将对低风速风力发电叶片的尾流影响进行详细分析，并提出相应的优化措施。
首先，我们需要了解什么是尾流。
在风力发电中，当气流通过叶片时，会在叶片后方形成类似于后方脱落区的气流，这就是尾流。
尾流对发电机组的性能有直接影响，包括降低轴承寿命、减小效率和增大振动等问题。
在低风速条件下，尾流效应尤为明显。
首先，低风速下气流的动能较小，经过叶片后形成的尾流能量也较低，这会导致发电机组的输出功率不稳定。
其次，尾流会对叶片的振动和疲劳产生影响，从而缩短叶片的使用寿命。
此外，尾流还会影响下一片叶片对气流的捕获效率，降低整个机组的发电效率。
为了优化低风速风力发电叶片的尾流影响，我们可以采取以下措施。
首先，优化叶片的设计。
通过加强叶片的扭转和截面形状设计，可以减小尾流效应对叶片的影响。
其次，采用尾流控制技术。
在低风速风力发电中，通过添加某些装置或调整叶片的布局来控制尾流，可以有效地降低尾流对发电机组的影响。
另外，采用智能化控制算法，可以实时感知和调整叶片工作状态，以最大化发电机组的性能。
此外，尾流影响分析与优化还需要结合实际的工程应用。
在风力发电场的选址和设计上，应充分考虑周围地形、建筑物和其他风力发电机组的布置情况，以降低尾流影响。
同时，在风力发电机组的维护和运行过程中，定期检测和保养叶片，及时发现和处理尾流造成的问题。
综上所述，低风速风力发电叶片的尾流影响是一个需要重视和解决的问题。
通过优化叶片设计、采用尾流控制技术以及智能化控制算法等手段，可以有效减小尾流对发电机组的影响，提高风力发电系统的效率和稳定性。
同时，在实际应用中，合理选址、科学维护也是解决尾流问题的关键。
低风速风力发电机的叶片设计与研究
低风速风力发电机的叶片设计与研究从能源保护和环境保护的角度来看，风力发电作为一种清洁能源，正在逐渐受到人们的关注和认可。
然而，传统的风力发电机在低风速环境下效率较低，无法充分利用风能资源。
因此，研发低风速风力发电机成为了当前风力发电领域的热点问题。
低风速风力发电机的叶片设计是影响其性能的关键因素之一。
合理设计叶片可以提高风力发电机的转化效率和发电能力，实现更好的发电效果。
首先，低风速风力发电机的叶片设计要考虑风能的捕捉。
在低风速环境下，由于空气密度较低，风能有限，因此叶片的设计应该能够最大限度地捕捉风能。
采用较大的面积和较长的叶片可以提高风能的利用率。
同时，叶片的形状也应该合理，采用气动学原理来优化叶片的扭矩分布，使得整个叶片在低风速环境下能够更好地响应风力，提高转化效率。
其次，低风速风力发电机的叶片设计要考虑传输力和转速的匹配。
低风速环境下，叶片的转速往往相对较低，同时也会受到阻力的影响，因此叶片的材料选择和结构设计要确保足够的刚度和强度，以抵抗风力的作用力，保持稳定的工作状态。
叶片的重量也需要适当控制，过大的重量会增加转动惯量，导致转速降低。
因此，需要在叶片的设计中兼顾力学性能和轻量化的要求。
此外，低风速风力发电机的叶片设计还要考虑减少噪音和振动。
在低风速环境下，噪音和振动问题往往较为突出，影响了风力发电机的使用寿命和效率。
因此，叶片的设计应该尽量减少空气流动时产生的涡流和湍流，降低风力发电机的噪音和振动水平。
可以采用噪音隔音材料和减振装置，降低叶片与风力发电机主体之间的磨擦和振动。
最后，低风速风力发电机的叶片设计还需要考虑材料的耐候性和可持续性。
由于低风速环境下的风力发电机多数安装在户外，长时间暴露在自然环境中，受到日晒、雨淋、风吹等各种天气因素的影响。
因此，在叶片的材料选择上，需要选择具有良好耐候性和抗腐蚀性的材料，以保证发电机的长期运行稳定性和可靠性。
此外，低风速风力发电机的叶片设计也应该注重可持续性，选择可回收利用的材料，减少对环境的负面影响。
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课程：空气动力学2KW风力发电机组低风速叶片设计与分析姓名：余辉学号：201580812008指导教师：傅彩明2016年01月05日2KW风力发电机组低风速叶片设计与分析一. 课题研究的背景和意义1941年，美国把蒙特研制的第一台风力发电机开启了风力发电;此后，大型风力涡轮发电机促进了风力发电;如今,世界许多国家都安装了超大型风力发电机进行风力发电,促进风力发电长远发展。
近年来全球的风力发电发展很快，装机容量的年平均增长率超过了30%。
风能是一种技术比较成熟、很有开发利用前景的可再生能源之一。
开发利用风能对世界各国科技工作者具有极强的魅力，从而唤起了世界众多学者致力于风能利用方面的研究。
本文将对风力发电基本原理和具体2KW风机叶片设计进行论述。
目前，全球都面临着能源枯竭、环境恶化、气温升高等问题，日益增长的能源需求、能源安全问题受到世界各国广泛关注。
风能具有可再生、资源广、安全、清洁、无燃料风险等优势，因此，世界各国都在加快风力发电技术的研究，以缓解越来越重的能源和环境压力。
中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，提供电力的能源消费是以煤炭为主，燃煤发电量占总发电量的80%。
但是，能为人类所用的石化资源是有限的，据第二届环太平洋煤炭会议资料介绍，若不趁早调整以石化能源为主体的能源结构，终将导致有限的石化能源趋于枯竭，人类生态环境质量下降的恶性循环，不利于经济、能源、环境的协调发展。
二. 风力发电机的设计理论风力发电是通过捕风装置的风轮将风能装换成机械能，再将机械能转换成电能的过程，因此构成风轮的翼型的结构性能直接影响着分风能的转换效率。
本章介绍风力机翼型的几何结构、空气动力学基础概念及基础理论，为下文的叶片分析设计奠基础。
2.1风力机的基本概念（1）风力机的基本概念和参数风轮叶片的几何形状不同，则空气动力特性也不同。
为了设计风机，必须对风机的有关的概念和术语加以理解，例如，风轮、叶片、叶片旋转平面、风轮直径、叶尖速比等，而翼型外形由翼的前后缘、弦、中弧线、翼的上下表面、叶片安装角、攻角、来流角、最大厚度及最大相对厚度、弯度与弯度分布等参数决定。
（2）叶片空气动力学相关概念风力发电机的叶片是细而长的结构，相对于流动方向的速度分量，其叶展方向的速度分量通常很小，因此，通常假定在给定径向位置处的流动是二维的，这样就可以使用二维翼型数据对叶片的气动性能进行分析。
假定翼型处于静止状态，令空气以相同的速度吹向叶片时，作用在翼型上的空气动力将不改变其大小。
空气动力只取决于相对速度和攻角的大小。
由于受翼型表面形状的影响，作用在翼型表面上的空气压力是不均匀的。
翼型的上表面压力低于周围的气压，称为吸力面；下表面压力则高于周围气压，称为压力面。
由伯努利理论，翼型的上表面气流速度较高，下表面的气流速度则比来流低。
因此翼型的周围可以看做是两类气流的合成。
第一类是当翼型置于均匀的气流中，在零升力条件下流过翼型的气流；另一类是围绕翼型的环流，从下表面流回到上表面。
翼型的升力就是由后者产生的。
作用于翼型截面上的空气动力可以由升力、阻力和俯仰力矩来表示。
对于迎角的各个值总有一特殊点，使得空气动力对这一点的力矩为零，称为压力中心（也称气动中心）。
空气动力在翼型截面上的影响可以由单独作用于压力中心点的升力和阻力来表示。
当气流流过翼型时，叶片下表面的压力大于周围空气的压力，而上表面的压力则要小与周围的空气压力。
因此，在叶尖空气要从下表面流向上表面，结果在叶稍产生涡旋。
在叶片中部的对称面两边的旋涡具有不同的旋转方向，并且在离开叶片后面不远的地方翻卷长两个孤立的大旋涡。
旋涡的不断形成以及叶片运动参数的变化，他们所需的能量供给必然减少气流对叶片所做的功，所以这些旋涡引起的后果就是使得阻力增加，由此产生的这部分阻力被称为诱导阻力。
2.2 风力机的基本气动理论风力发电是一门包含流体力学、空气动力学、材料力学、机械加工等各方面知识的复杂学科，随着对风力发电研究的深入，特别是流体力学和空气动力学的发展及其在风力发电机设计上的应用，形成了许多关于风力发电机设计的理论，其中最重要的有贝兹理论、叶素理论和葛劳渥旋涡理论。
三.叶片设计过程3.1 设计基础较好的风力机必须具有良好的气动性能，以获得较高的风能利用系数和较大的经济效益。
风力机的气动性能主要表现为叶片的气动性能。
因为叶片的设计对风力机性能有重大影响。
叶片的核心设计包括：计算风轮直径D，确定叶片数B，选取叶素翼型，计算各叶素弦长C和安装角θ。
叶片分析设计流程为：（1）确定风机特征风速及电机功率P；（2）计算风轮直径D；（3）确定风机尖速比；（4）确定风机叶片数B；（5）选取叶片翼型；（6）确定各叶素弦长C和安装角θ；（7）计算叶片性能参数；（8）计算叶片动力学特征。
3.2 风力机特征风速的确定风速变化大，很难用一种数学模型准确地描述。
对风速描述的方法：以实测典型风的各种风速的频率曲线为基础，模拟风速的频率曲线，用概率统计的方法建立估算风速的数学表达式。
世界常用的估算风速的函数有两种：（1）瑞利（Ray leigh ）函数分布；（2）威布尔（Weibull ）函数分布。
3.3 叶片基本设计方法3.3.1 风轮直径计算的五个模型（1）模型一 对给定的风力机，其风轮直径D 为：（3-1）式中，n P ——风力机输出功率；p C ——风能利用系数； η——机械效率； ρ——空气密度，1.2253m kg ；n V ——额定风速；（2）模型二 对模型一进行简化得：（3-2）（3）模型三 根据以往实践，对于现代高速风力机风轮直径D 可粗略的估算为：（3-3）（4）模型四 对于大型风力发电机，其风轮直径D 可粗略的估算为：（3-4）模型二、三、四是在一的基础上做的某些简化，相比，模型一计算精度较高。
（5）模型五 考虑温度、高度对空气密度的影响，水平轴风力发电机的风轮直径：（3-5）式中，K ——单位换算系数； 349.0n P n v C P D ηρ=83πηρn P n v C P D =35n nv P D =312.0n nv P D =total n t n v C KC P D ηπα34=αC ——空气高度密度换算系数，不同海拔高度空气密度的修正系数；t C ——空气温度密度换算系数，不同温度时空气密度的修正系数；total η——风力机总效率，风力机的总效率一般取％％～5025total =η；低速风力机取小值，高速风力机取大值；一般设计时高速风力机取30％～50％。
3.3.2 叶片相关设计参数确定（1）尖速比0λ风轮的尖速比0λ是风轮的叶尖线速度和设计风速之比。
尖速比与风轮效率密切相关，在风力机没有超速的条件下，运转于高尖速比状态下的风力机具有较高的风轮效率。
尖速比-风能利用系数的影响情况如图3.1所示。
从性能曲线可知，不管叶尖速比高或低，风能利用系数都不是最优，只有在某个中间状态，才可达到最佳。
若风力发电机在整个运行区域内，都可保持在这个最佳叶尖速比状态，则风能利用效率就是最好的。
通常，高速风力机尖速比在6～８之间时，风力机具有较高的风能利用系数。
图3.1 尖速比对风能利用系数的影响（２） 叶片数B风轮的叶片数取决于叶片的尖速比0λ，风力发电的高速风力机一般取0λ＞5 ，性能更为优越的三叶片风力机的应用较为广泛。
贝茨理论和涡流理论基于无限叶片数，有限风力机叶片数B 对风力机效率存在影响机理做了阐述，其方法应用于风力机时，在正常负载情况下，其风能利用系数与风洞试验结果接近。
（3）翼型翼型的选取对风力机的效率十分重要，叶片通常由翼型系列组成。
较好的翼型应该是在某一攻角范围内升力系数L C 较高，而阻力系数D C 较小；它所适应的雷诺数与风力机实际运行情况的雷诺数相近；且具有较高的结构强度和良好的制造工艺性。
由于叶片根部各翼型力臂较小，对风力机风轮输出扭矩贡献不大，所以叶根对风力机性能影响较小，主要考虑加工方便和强度问题。
在尖部采用薄翼型以满足高升阻比的要求；根部采用相同翼型或较大升力系数翼型的较厚形式，以满足结构强度的需要。
翼型数据选取步骤如下：(1)选取雷诺数R ，选取与风力机实际运行时的雷诺数相近的值；(2)选取最佳攻角及升阻系数，选取相近雷诺数附近的最大升阻比所对应的角度作为攻角，再由攻角确定升力系数L C 和阻力系数D C 等特征值。
3.3.3 叶展的葛劳渥（Glauert ）设计模型葛劳渥（Glauert ）设计模型是考虑了风轮后涡流流动的叶素理论。
其设计模型有两种，一种未引入干扰系数，另一种则引入了干扰系数。
（1）模型一中间参数计算： （3-6）弦长C ：（3-7）安装角θ： αθ-=4arccot k （3-8） （2）模型二 风轮半径r 处的叶素对风轮轴功率的贡献量为：vdr a b r dM dP )1(433-Ω=Ω=πρ （3-9）风能利用系数P C ：（3-10）求最大风能利用系数，即求式（3-13）的条件极值，通过运算可得到上式的极值条件为：（3-11）这样对应一个λ值就可以利用式（3-11）求得相应的轴向干扰系数a 及切向干扰系数b 的值。
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧++=++==+=)(11)(111_)(cos 3)arctan(3102342022*******λλλπλR r k k k R r k k R r k k R r k L BC r k k k k C 111)1(824422++-=π⎰⎰-==000302032)1(821λλλλλπρd a b v R dP C P ⎪⎩⎪⎨⎧--=--=)14)(1(14312a a b a a b λ通过以上各式可得弦长C ：（3-12）安装角θ：（3-13）3.4 具体2KW 型风机叶片设计3.4.1 确定风轮直径D本文选择风轮直径计算模型一，即式（3-1）计算风轮直径D ：式中，风能利用系数45.0=P C ； 发电机的机械效率83.0=η；空气密度3/225.1m Kg =ρ； 设计风速s m v n /7=。
取风轮直径m D 7.5=。
3.4.2 确定尖速比0λ由于通常，高速风力机尖速比在6～８时，风力机具有较高的风能利用系数，因此本文选取尖速比60=λ3.4.3 确定叶片数B三叶片风机的运行和输出功率较为平稳，目前风机多采用三叶片，因此本文也将采用三叶片3=B 。
3.4.4 确定翼型本文的翼型选取与翼型基本气动性能计算借助于Profili 软件，Profili 软件是专业进行翼型设计和分析的空气动力学分析设计软件。
该软件翼型库量大，且可根据需要设计新翼型；其气动性分析以专业气动性分析软件XFOIL 为基础，可针对不同需要从不同角度对现有翼型进行气动性分析，计算全面且精度高。