空氣動力學(xué)課程設(shè)計--2KW風(fēng)力發(fā)電機組低風(fēng)速葉片設(shè)計和分析.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除課程：空氣動力學(xué)2KW風(fēng)力發(fā)電機組低風(fēng)速葉片設(shè)計與分析 姓 名：余輝 學(xué) 號：201580812008 指導(dǎo)教師：傅彩明2016年01月05日此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流2KW風(fēng)力發(fā)電機組低風(fēng)速葉片設(shè)計與分析一. 課題研究的背景和意義1941年，美國把蒙特研制的第一臺風(fēng)力發(fā)電機開啟了風(fēng)力發(fā)電;此后，大型風(fēng)力渦輪發(fā)電機促進(jìn)了風(fēng)力發(fā)電;如今,世界許多國家都安裝了超大型風(fēng)力發(fā)電機進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電,促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電長遠(yuǎn)發(fā)展。近年來全球的風(fēng)力發(fā)電發(fā)展很快，裝機容量的年平均增長率超過了30%。風(fēng)能是一種技術(shù)比較成熟、很有開發(fā)利用前景的可再生能源之一。開發(fā)利用風(fēng)能對世界各國科技工作者具有極強的魅力，從而喚起了世界眾多學(xué)者致力于風(fēng)能利用方面的研究。本文將對風(fēng)力發(fā)電基本原理和具體2KW風(fēng)機葉片設(shè)計進(jìn)行論述。目前，全球都面臨著能源枯竭、環(huán)境惡化、氣溫升高等問題，日益增長的能源需求、能源安全問題受到世界各國廣泛關(guān)注。風(fēng)能具有可再生、資源廣、安全、清潔、無燃料風(fēng)險等優(yōu)勢，因此，世界各國都在加快風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究，以緩解越來越重的能源和環(huán)境壓力。中國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國，提供電力的能源消費是以煤炭為主，燃煤發(fā)電量占總發(fā)電量的80%。但是，能為人類所用的石化資源是有限的，據(jù)第二屆環(huán)太平洋煤炭會議資料介紹，若不趁早調(diào)整以石化能源為主體的能源結(jié)構(gòu)，終將導(dǎo)致有限的石化能源趨于枯竭，人類生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降的惡性循環(huán)，不利于經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。二. 風(fēng)力發(fā)電機的設(shè)計理論風(fēng)力發(fā)電是通過捕風(fēng)裝置的風(fēng)輪將風(fēng)能裝換成機械能，再將機械能轉(zhuǎn)換成電能的過程，因此構(gòu)成風(fēng)輪的翼型的結(jié)構(gòu)性能直接影響著分風(fēng)能的轉(zhuǎn)換效率。本章介紹風(fēng)力機翼型的幾何結(jié)構(gòu)、空氣動力學(xué)基礎(chǔ)概念及基礎(chǔ)理論，為下文的葉片分析設(shè)計奠基礎(chǔ)。2.1風(fēng)力機的基本概念（1）風(fēng)力機的基本概念和參數(shù)風(fēng)輪葉片的幾何形狀不同，則空氣動力特性也不同。為了設(shè)計風(fēng)機，必須對風(fēng)機的有關(guān)的概念和術(shù)語加以理解，例如，風(fēng)輪、葉片、葉片旋轉(zhuǎn)平面、風(fēng)輪直徑、葉尖速比等，而翼型外形由翼的前后緣、弦、中弧線、翼的上下表面、葉片安裝角、攻角、來流角、最大厚度及最大相對厚度、彎度與彎度分布等參數(shù)決定。（2）葉片空氣動力學(xué)相關(guān)概念風(fēng)力發(fā)電機的葉片是細(xì)而長的結(jié)構(gòu)，相對于流動方向的速度分量，其葉展方向的速度分量通常很小，因此，通常假定在給定徑向位置處的流動是二維的，這樣就可以使用二維翼型數(shù)據(jù)對葉片的氣動性能進(jìn)行分析。假定翼型處于靜止?fàn)顟B(tài)，令空氣以相同的速度吹向葉片時，作用在翼型上的空氣動力將不改變其大小?？諝鈩恿χ蝗Q于相對速度和攻角的大小。由于受翼型表面形狀的影響，作用在翼型表面上的空氣壓力是不均勻的。翼型的上表面壓力低于周圍的氣壓，稱為吸力面；下表面壓力則高于周圍氣壓，稱為壓力面。由伯努利理論，翼型的上表面氣流速度較高，下表面的氣流速度則比來流低。因此翼型的周圍可以看做是兩類氣流的合成。第一類是當(dāng)翼型置于均勻的氣流中，在零升力條件下流過翼型的氣流；另一類是圍繞翼型的環(huán)流，從下表面流回到上表面。翼型的升力就是由后者產(chǎn)生的。作用于翼型截面上的空氣動力可以由升力、阻力和俯仰力矩來表示。對于迎角的各個值總有一特殊點，使得空氣動力對這一點的力矩為零，稱為壓力中心（也稱氣動中心）?？諝鈩恿υ谝硇徒孛嫔系挠绊懣梢杂蓡为氉饔糜趬毫χ行狞c的升力和阻力來表示。當(dāng)氣流流過翼型時，葉片下表面的壓力大于周圍空氣的壓力，而上表面的壓力則要小與周圍的空氣壓力。因此，在葉尖空氣要從下表面流向上表面，結(jié)果在葉稍產(chǎn)生渦旋。在葉片中部的對稱面兩邊的旋渦具有不同的旋轉(zhuǎn)方向，并且在離開葉片后面不遠(yuǎn)的地方翻卷長兩個孤立的大旋渦。旋渦的不斷形成以及葉片運動參數(shù)的變化，他們所需的能量供給必然減少氣流對葉片所做的功，所以這些旋渦引起的后果就是使得阻力增加，由此產(chǎn)生的這部分阻力被稱為誘導(dǎo)阻力。2.2 風(fēng)力機的基本氣動理論風(fēng)力發(fā)電是一門包含流體力學(xué)、空氣動力學(xué)、材料力學(xué)、機械加工等各方面知識的復(fù)雜學(xué)科，隨著對風(fēng)力發(fā)電研究的深入，特別是流體力學(xué)和空氣動力學(xué)的發(fā)展及其在風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計上的應(yīng)用，形成了許多關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機設(shè)計的理論，其中最重要的有貝茲理論、葉素理論和葛勞渥旋渦理論。三.葉片設(shè)計過程3.1 設(shè)計基礎(chǔ)較好的風(fēng)力機必須具有良好的氣動性能，以獲得較高的風(fēng)能利用系數(shù)和較大的經(jīng)濟(jì)效益。風(fēng)力機的氣動性能主要表現(xiàn)為葉片的氣動性能。因為葉片的設(shè)計對風(fēng)力機性能有重大影響。葉片的核心設(shè)計包括：計算風(fēng)輪直徑D，確定葉片數(shù)B，選取葉素翼型，計算各葉素弦長C和安裝角。葉片分析設(shè)計流程為：（1）確定風(fēng)機特征風(fēng)速及電機功率P；（2）計算風(fēng)輪直徑D；（3）確定風(fēng)機尖速比；（4）確定風(fēng)機葉片數(shù)B；（5）選取葉片翼型；（6）確定各葉素弦長C和安裝角；（7）計算葉片性能參數(shù)；（8）計算葉片動力學(xué)特征。3.2 風(fēng)力機特征風(fēng)速的確定風(fēng)速變化大，很難用一種數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確地描述。對風(fēng)速描述的方法：以實測典型風(fēng)的各種風(fēng)速的頻率曲線為基礎(chǔ)，模擬風(fēng)速的頻率曲線，用概率統(tǒng)計的方法建立估算風(fēng)速的數(shù)學(xué)表達(dá)式。世界常用的估算風(fēng)速的函數(shù)有兩種：（1）瑞利（Ray leigh）函數(shù)分布；（2）威布爾（Weibull）函數(shù)分布。3.3 葉片基本設(shè)計方法3.3.1 風(fēng)輪直徑計算的五個模型（1）模型一 對給定的風(fēng)力機，其風(fēng)輪直徑D為： （3-1）式中，風(fēng)力機輸出功率；風(fēng)能利用系數(shù)；機械效率； 空氣密度，1.225；額定風(fēng)速；（2）模型二 對模型一進(jìn)行簡化得： （3-2）（3）模型三 根據(jù)以往實踐，對于現(xiàn)代高速風(fēng)力機風(fēng)輪直徑D可粗略的估算為： （3-3）（4）模型四 對于大型風(fēng)力發(fā)電機，其風(fēng)輪直徑D可粗略的估算為： （3-4）模型二、三、四是在一的基礎(chǔ)上做的某些簡化，相比，模型一計算精度較高。（5）模型五 考慮溫度、高度對空氣密度的影響，水平軸風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)輪直徑： （3-5）式中，單位換算系數(shù)； 空氣高度密度換算系數(shù)，不同海拔高度空氣密度的修正系數(shù)；空氣溫度密度換算系數(shù)，不同溫度時空氣密度的修正系數(shù)；風(fēng)力機總效率，風(fēng)力機的總效率一般取；低速風(fēng)力機取小值，高速風(fēng)力機取大值；一般設(shè)計時高速風(fēng)力機取3050。3.3.2 葉片相關(guān)設(shè)計參數(shù)確定（1）尖速比風(fēng)輪的尖速比是風(fēng)輪的葉尖線速度和設(shè)計風(fēng)速之比。尖速比與風(fēng)輪效率密切相關(guān)，在風(fēng)力機沒有超速的條件下，運轉(zhuǎn)于高尖速比狀態(tài)下的風(fēng)力機具有較高的風(fēng)輪效率。尖速比-風(fēng)能利用系數(shù)的影響情況如圖3.1所示。從性能曲線可知，不管葉尖速比高或低，風(fēng)能利用系數(shù)都不是最優(yōu)，只有在某個中間狀態(tài)，才可達(dá)到最佳。若風(fēng)力發(fā)電機在整個運行區(qū)域內(nèi)，都可保持在這個最佳葉尖速比狀態(tài)，則風(fēng)能利用效率就是最好的。通常，高速風(fēng)力機尖速比在6之間時，風(fēng)力機具有較高的風(fēng)能利用系數(shù)。圖3.1 尖速比對風(fēng)能利用系數(shù)的影響（） 葉片數(shù)B風(fēng)輪的葉片數(shù)取決于葉片的尖速比，風(fēng)力發(fā)電的高速風(fēng)力機一般取5 ，性能更為優(yōu)越的三葉片風(fēng)力機的應(yīng)用較為廣泛。貝茨理論和渦流理論基于無限葉片數(shù)，有限風(fēng)力機葉片數(shù)B對風(fēng)力機效率存在影響機理做了闡述，其方法應(yīng)用于風(fēng)力機時，在正常負(fù)載情況下，其風(fēng)能利用系數(shù)與風(fēng)洞試驗結(jié)果接近。（3）翼型翼型的選取對風(fēng)力機的效率十分重要，葉片通常由翼型系列組成。較好的翼型應(yīng)該是在某一攻角范圍內(nèi)升力系數(shù) 較高，而阻力系數(shù)較小；它所適應(yīng)的雷諾數(shù)與風(fēng)力機實際運行情況的雷諾數(shù)相近；且具有較高的結(jié)構(gòu)強度和良好的制造工藝性。由于葉片根部各翼型力臂較小，對風(fēng)力機風(fēng)輪輸出扭矩貢獻(xiàn)不大，所以葉根對風(fēng)力機性能影響較小，主要考慮加工方便和強度問題。在尖部采用薄翼型以滿足高升阻比的要求；根部采用相同翼型或較大升力系數(shù)翼型的較厚形式，以滿足結(jié)構(gòu)強度的需要。翼型數(shù)據(jù)選取步驟如下：(1)選取雷諾數(shù)R，選取與風(fēng)力機實際運行時的雷諾數(shù)相近的值；(2)選取最佳攻角及升阻系數(shù)，選取相近雷諾數(shù)附近的最大升阻比所對應(yīng)的角度作為攻角，再由攻角確定升力系數(shù)和阻力系數(shù)等特征值。3.3.3 葉展的葛勞渥（Glauert）設(shè)計模型葛勞渥（Glauert）設(shè)計模型是考慮了風(fēng)輪后渦流流動的葉素理論。其設(shè)計模型有兩種，一種未引入干擾系數(shù)，另一種則引入了干擾系數(shù)。（1）模型一中間參數(shù)計算： （3-6）弦長C： （3-7）安裝角： （3-8）（2）模型二風(fēng)輪半徑r處的葉素對風(fēng)輪軸功率的貢獻(xiàn)量為： （3-9）風(fēng)能利用系數(shù)： （3-10）求最大風(fēng)能利用系數(shù)，即求式（3-13）的條件極值，通過運算可得到上式的極值條件為： （3-11）這樣對應(yīng)一個值就可以利用式（3-11）求得相應(yīng)的軸向干擾系數(shù)a及切向干擾系數(shù)b的值。通過以上各式可得弦長C： （3-12）安裝角： （3-13）3.4 具體2KW型風(fēng)機葉片設(shè)計3.4.1 確定風(fēng)輪直徑D本文選擇風(fēng)輪直徑計算模型一，即式（3-1）計算風(fēng)輪直徑D：式中，風(fēng)能利用系數(shù)； 發(fā)電機的機械效率；空氣密度； 設(shè)計風(fēng)速。取風(fēng)輪直徑。3.4.2 確定尖速比由于通常，高速風(fēng)力機尖速比在6時，風(fēng)力機具有較高的風(fēng)能利用系數(shù)，因此本文選取尖速比3.4.3 確定葉片數(shù)B三葉片風(fēng)機的運行和輸出功率較為平穩(wěn)，目前風(fēng)機多采用三葉片，因此本文也將采用三葉片。3.4.4 確定翼型本文的翼型選取與翼型基本氣動性能計算借助于Profili軟件，Profili軟件是專業(yè)進(jìn)行翼型設(shè)計和分析的空氣動力學(xué)分析設(shè)計軟件。該軟件翼型庫量大，且可根據(jù)需要設(shè)計新翼型；其氣動性分析以專業(yè)氣動性分析軟件XFOIL為基礎(chǔ)，可針對不同需要從不同角度對現(xiàn)有翼型進(jìn)行氣動性分析，計算全面且精度高。該軟件的應(yīng)用不僅簡化了葉片設(shè)計的翼型選取環(huán)節(jié)，而且提高了翼型外形數(shù)據(jù)和氣動性能數(shù)據(jù)的精度，進(jìn)而提高了葉片設(shè)計精度。由于各種翼型具有不同的安裝角、升阻比、尖速比和葉片扭曲，因此，各種翼型的捕獲風(fēng)能的能力，抗彎強度，降噪能力等等各不盡同，而復(fù)合葉片可以綜合幾種翼型的優(yōu)點，獲得一種綜合性能好的葉片。所以本文采用風(fēng)力發(fā)電機專用新翼型S822和S823翼型，將兩者進(jìn)行組合使用。此類翼型具有更大升力系數(shù)以及更小的外形阻力，還具有對表面粗糙度不敏感的特性。S822翼型形狀如圖3.2所示，其最大彎度16.01在39.2翼弦處，最大曲面1.89在59.6翼弦處，翼型前緣半徑0.6452，翼型后緣厚度為0。圖3.2 S822翼型形狀 圖3.3 S823翼型形狀S823翼型形狀如圖3.3所示，其最大彎度21.14在24.3翼弦處，最大曲面2.51在70.5翼弦處，翼型前緣半徑1.0749，翼型后緣厚度為0。（1）雷諾數(shù)的選取由于葉片運行于10米左右的空間環(huán)境內(nèi)，所以由Profili軟件計算10米高空空氣的雷諾數(shù)得=500000。（2）設(shè)計攻角及升阻系數(shù)1、S822翼型的攻角及升阻系數(shù)應(yīng)用Profili軟件對S822翼型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到圖3.4和圖3.5以及表3.1所示的結(jié)果：圖3.4 S822升阻系數(shù)隨攻角的變化情況圖3.5 S822升阻比及力矩系數(shù)隨攻角的變化情況表3.1 S822不同攻角下的各系數(shù)值表S822= 500000AlfaClCdCl/CdCm-8-0.51870.0128-40.5234-0.0863-7.5-0.48180.0123-39.1707-0.0835-7-0.44470.0117-38.0085-0.0807-6.5-0.40420.0112-36.0893-0.0786-6-0.35860.0107-33.514-0.0772-5-0.26590.0099-26.8586-0.0747-4.5-0.21870.0095-23.0211-0.0735-4-0.16950.0092-18.4239-0.0727-3.5-0.11720.0089-13.1685-0.0723-3-0.06360.0087-7.3103-0.0721-20.04290.00864.9884-0.0716-1.50.09740.008611.3256-0.0715-10.15420.008518.1412-0.0718-0.50.21170.008524.9059-0.072200.2670.008730.6897-0.07230.50.32040.008736.8276-0.07191.50.43530.008551.2118-0.072420.48760.008557.3647-0.07172.50.54110.008464.4167-0.071230.59790.008570.3412-0.071440.69680.008581.9765-0.068650.78420.008691.186-0.06355.50.82130.008992.2809-0.059760.84040.009192.3516-0.05216.50.83550.009885.2551-0.040170.82170.010975.3853-0.02727.50.82690.012168.3388-0.0198.50.88960.015457.7662-0.015790.90940.01753.4941-0.01159.50.93330.018550.4486-0.008100.95680.0247.84-0.004510.50.97920.021745.1244-0.0011111.00590.023343.17170.001511.51.0180.025839.45740.0056121.05010.027138.74910.007312.51.06760.029436.31290.0102131.0760.032633.00610.0137從如圖3.5所示的曲線中可以大致知道，在攻角為6附近升阻比為最大。由表3.1不同攻角下的升、阻力系數(shù)可知，S822翼型在攻角為6時具有最大的升阻比/=92.3516，此時升力系數(shù)=0.8404，阻力系數(shù)=0.0091。2、S823翼型的攻角及升阻系數(shù)應(yīng)用Profili軟件對S823翼型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到圖3.6和圖3.7以及表3.2的結(jié)果。從如圖3.7所示的曲線中可以大致知道，在攻角為7附近升阻比為最大。參見不同攻角下的升、阻力系數(shù)表3.2可知，S823翼型在攻角為7時具有最大的升阻比/=85.5366，此時升力系數(shù)=1.0521，阻力系數(shù)=0.0123。圖3.6 S823升阻系數(shù)隨攻角的變化情況圖3.7 S823升阻比及力矩系數(shù)隨攻角的變化情況表3.2 S823不同攻角下的各系數(shù)值表S823= 500000AlfaClCdCl/CdCm-6-0.33250.014-23.75-0.1276-5.5-0.28420.0134-21.209-0.1274-5-0.23110.0132-17.5076-0.1276-4.5-0.17650.0133-13.2707-0.1278-4-0.12360.013-9.5077-0.1274-3.5-0.06930.0125-5.544-0.1277-3-0.0130.0121-1.0744-0.1279-2.50.04150.01173.547-0.1276-1.50.15160.010714.1682-0.127-10.20740.010719.3832-0.1267-0.50.26440.010724.7103-0.126900.32130.010530.6-0.12690.50.37770.010735.2991-0.126710.4350.010541.4286-0.12671.50.49160.010546.819-0.12662.50.6050.010657.0755-0.126130.65970.010861.0833-0.12553.50.71490.010866.1944-0.124940.76790.010970.4495-0.12384.50.82120.011273.3214-0.122850.87330.011277.9732-0.12165.50.92270.011580.2348-0.119860.970.011782.906-0.11776.51.01570.011985.3529-0.115271.05210.012385.5366-0.11117.51.08210.012983.8837-0.105981.1070.013780.8029-0.18.51.12270.014975.349-0.093291.13570.016469.25-0.08639.51.14640.018163.337-0.0798101.1590.019958.2412-0.074110.51.17370.021953.5936-0.0692111.18940.02449.5583-0.065111.51.2010.026645.1504-0.0611121.21410.029241.5788-0.057512.51.22950.031838.6635-0.05443.4.5 葉展形狀設(shè)計計算考慮到葉片需要與輪轂配合，同時要考慮翼型與連接部分的過度以及強度要求，葉片小于0.1倍直徑R部分采用過度設(shè)計而不采用翼型。葉片設(shè)計主要考慮0.2RR采用翼型的部分，主要計算各個葉素的弦長C和安裝角。本文選擇葛勞渥（Glauert）設(shè)計模型二來計算各個葉素的弦長C以及安裝角。為滿足葉尖部分高升阻比，根部具有較高結(jié)構(gòu)強度的要求，將葉片0.2RR段沿葉展方向分成40段每段57mm，共計41個截面。其中127截面采用較厚的S823翼型，2841截面采用升阻比較大的S822翼型。根據(jù)葛勞渥（Glauert）設(shè)計模型二，并通過運用工程計算軟件Matlab進(jìn)行編程計算得到各個葉素的弦長和安裝角，并通過函數(shù)擬合來對其所得結(jié)果進(jìn)行修正。修正前后所得到的弦長和安裝角如下表所示：表3.3 葉片設(shè)計參數(shù)列表葉素編號半徑（mm）軸向干擾系數(shù)徑向干擾系數(shù)弦長C（mm）安裝角（）所選翼型修正前修正后修正前修正后10.25700.32070.1335479473.835819.53719.7539S82320.226270.32240.1127460452.893417.764518.0325S82340.267410.3250.0832421414.337914.773915.0037S82350.287980.3260.0726403396.658213.508513.679S82360.38550.32680.0638386379.999312.369712.4695S82390.3610260.32860.0452339335.81329.56169.4554S823100.3810830.3290.0408326322.90348.78818.631S823120.4211970.32980.0337301299.6127.42967.2112S823150.4813680.33050.026269270.4945.76545.5621S823170.5214820.33090.0223252254.57184.84754.7175S823180.5415390.33110.0207243247.55764.43494.3567S823190.5615960.33120.0193236241.12994.04934.0308S823210.617100.33150.0168222229.90113.34943.4676S823230.6418240.33170.0148209220.61812.73112.9982S823240.6618810.33180.0139203216.62292.44822.7907S823250.6819380.33190.0131198213.01392.18112.5977S823260.719950.3320.0124193209.75781.92832.4168S823300.7822230.33220.01218199.59472.04091.7765S822310.822800.33230.0095213197.60221.84551.6304S822340.8624510.33240.0083199192.40631.31191.2143S822350.8825080.33250.0079194190.82361.14961.0828S822360.925650.33250.0076190189.25980.99430.9556S822380.9426790.33260.0069183186.05550.70290.7176S822400.9827930.33260.0064175182.52630.43460.5102S82241128500.33270.0061172180.55640.30820.4225S822其中在對葉片的弦長和安裝角進(jìn)行擬合修正時，以為自變量，分別以（，C）和（，）作為樣點進(jìn)行函數(shù)模擬。通過運用Matlab中的polyfit函數(shù)分別對弦長C和安裝角采用三次、四次多項式進(jìn)行修正。最后得到的擬合函數(shù)如下：為將修正前后的結(jié)果更加的形象化，將其修正前后的弦長C和安裝角隨半徑r的變化分布情況做成線圖，如圖3.8和圖3.9所示。 圖3.8 弦長C隨半徑r的變化曲線 圖3.9 安裝角隨半徑r的變化情況3.5 葉片的幾何建模3.5.1 葉片各葉素三維坐標(biāo)處理圖形變換的實質(zhì)是對組成圖形的各頂點進(jìn)行坐標(biāo)變換。本文將采用基于點的坐標(biāo)幾何變換理論求解葉片各截面在空間實際位置的三維坐標(biāo)。其思路為：獲得翼型上下弦數(shù)據(jù)以翼型氣動中心為原點的二維坐標(biāo)葉素各離散點空間實際坐標(biāo)(x,y,z)。建立三維坐標(biāo)系：設(shè)葉片根部r=0處的葉素平面為XOY平面；葉展方向為Z軸正向；原點設(shè)在r=0的葉素平面的氣動中心。葉片輪廓線各離散點坐標(biāo)(x,y,z)。具體求解步驟如下:(1)獲取翼型數(shù)據(jù)。通過Profili軟件導(dǎo)出S822翼型和S823翼型的數(shù)據(jù)。(2)求解以翼型氣動中心為原點、翼型前后緣連線為x軸的二維坐標(biāo)。設(shè)氣動中心坐標(biāo)為。則 （3-19）(3)求解各葉素各離散點空間實際坐標(biāo)(x,y,z)。結(jié)合弦長計算各葉素坐標(biāo)： （3-20）旋轉(zhuǎn)葉素得實際空間坐標(biāo)： （3-21）將式（3-21）代入式（3-22）有：本文將翼型氣動中心確定在翼弦上距離前緣30處，并通過Matlab編程計算得到各個葉素的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 3.5.2葉片幾何建模將上一步計算得到的各個葉素的三維坐標(biāo)參數(shù)(x,y,z)導(dǎo)入EXCEL中，然后直接通過solidedge中的“按表創(chuàng)建曲線”命令將EXCEL中的各個葉素的三維坐標(biāo)分別導(dǎo)入以獲得各葉素的輪廓線。導(dǎo)入solidedge中的各個葉素輪廓線如圖3.10所示。圖3.10 各個葉素輪廓線圖3.11 葉片的幾何模型通過對所獲得的各個葉素輪廓線并結(jié)合葉柄數(shù)據(jù)進(jìn)行放樣拉伸以及除料等處理，進(jìn)一步生成葉片的整體三維模型，如圖3.11所示。四. 葉片靜態(tài)氣動性能計算4.1 風(fēng)力機氣動性能指標(biāo)在描述風(fēng)力機的氣動性能時，通常