大型風力機復合材料葉片的氣動外形和載荷設計

　　（3）風輪直徑。由葉片適用的風區(qū)，如果是IECI類風區(qū)，額定風速較高，風輪直徑會較小；相反，如果是IECII類風區(qū)或更差，要求額定風速會更低，風輪直徑更大。確定了風輪直徑，根據(jù)輪轂半徑及風輪錐角等可得出葉片的長度。
　　（4）風輪轉(zhuǎn)速。一般應先確定葉片運行的尖速比范圍，在設計的尖速比上，所有的空氣動力學參數(shù)接近于它們的最佳值，以及風輪效率達到最大值。目前運行的大功率風機都具有較高的尖速比，在6~8范圍內(nèi)，此類風機具有較高的風能利用系數(shù)，同時較高尖速比的風力機葉片成本也低。根據(jù)風輪設計風速和發(fā)電機轉(zhuǎn)速確定的尖速比應在此范圍內(nèi)。由于控制氣動噪聲的原因，葉尖線速度一般在70m/s附近(海上風電機組略有放開)，這決定了風輪的最大轉(zhuǎn)速。
　　（5）風輪仰角和風輪錐角，防止葉尖與塔架碰撞。
　　（6）翼形族的選擇。失速型葉片必須選擇失速性能優(yōu)良的翼型，變速變距葉片一般選擇具有良升阻比特性的翼型。為滿足結(jié)構(gòu)設計的需要，葉片根部一般選用大厚度翼型，其相對厚度根據(jù)強度要求從根端的100%(圓形)過渡到40%左右。翼型的空氣動力學特性是葉片氣動設計的基礎參數(shù)，風力機葉片的運行迎角范圍是-180°~180°，雷諾數(shù)的范圍也比較寬，在106~107之間。
　　2.2動量葉素理論
　　2.2.1動量理論
　　動量理論(MomentumTheory)定義了一個通過風輪平面的理想流管，見圖1，、、分別表示來流風速、流過風輪風速、風輪后尾流速度[3]。