【正文】 圖22.圖 22 葉素翼型曲線形成重復(fù)上述過程，計(jì)算 18 個截面各點(diǎn)的空間坐標(biāo)，導(dǎo)入pro/e，畫出各截面的翼型曲線。第二步：把這三列數(shù)據(jù)復(fù)制到一個文本文件 txt 中，在文本文件中也要排成 3 列，數(shù)據(jù)前寫入文字open Arclength begin section!1 begin curve；第三步：把文本文件后綴名改為ibl格式，然后保存；第四步：在 pro/e中建立葉素翼型的樣條曲線。翼型輪廓離散點(diǎn)坐標(biāo)為(x，y，z)。具體可按下述步驟來實(shí)現(xiàn):首先獲得翼型剖面曲線坐標(biāo)，再轉(zhuǎn)化為以氣動中心為坐標(biāo)原點(diǎn)的平面坐標(biāo)，最后經(jīng)過平移、旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的三維空間坐標(biāo)(x，y，z)。運(yùn)用齊次坐標(biāo)的方法，可將三維空間點(diǎn)的幾何變換表示為：其中，T是4*4的變換矩陣，即：T=其中，左上角子矩陣產(chǎn)生三維圖形的比例、對稱、錯切和轉(zhuǎn)換變換；左下角子矩陣產(chǎn)生平移變換；右上角子矩陣產(chǎn)生透視變換；右下角子矩陣產(chǎn)生全比例變換。導(dǎo)出 文件。從 profili 軟件導(dǎo)出 NACA4412 的翼型數(shù)據(jù)。根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需要選取翼型。典型運(yùn)行工況下的雷諾數(shù)范圍是[14]。由于葉片根部各翼型力臂較小，對風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪輸出扭矩貢獻(xiàn)不大，所以葉片根部對風(fēng)力機(jī)性能影響較小，主要考慮加工方便和強(qiáng)度問題。一臺好的風(fēng)力機(jī)應(yīng)當(dāng)盡量增加升力而減小阻力，使之盡量趨于最大值，以增加風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)[13]?，F(xiàn)代風(fēng)力機(jī)通常是采用三葉片的上風(fēng)或下風(fēng)結(jié)構(gòu)。同時，能對生成的實(shí)體模型采用自適應(yīng)方式、自由網(wǎng)格、映射方法劃分網(wǎng)格，便于加載后進(jìn)行局部網(wǎng)格細(xì)化以及幾何上的改進(jìn)和優(yōu)化。缺點(diǎn)針對復(fù)雜或龐大零件而言，操作乏味繁瑣，且有時不可能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的計(jì)算，并且生成的模型嚴(yán)格按照節(jié)點(diǎn)和單元的順序定義組集而成，單元必須在節(jié)點(diǎn)全部生成后才能定義，并不能利用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分功能，進(jìn)一步改進(jìn)網(wǎng)格十分困難，使優(yōu)化設(shè)計(jì)很不方便。:該方法是利用有限元程序直接定義節(jié)點(diǎn)和單元，適用于小型或簡單模型的生成，并能夠?qū)缀涡螤罴懊總€節(jié)點(diǎn)和單元的編號完全控制。缺點(diǎn)是從CAD軟件中導(dǎo)入的模型不適于網(wǎng)格劃分，需要做大量的修補(bǔ)工作，甚至由于安裝版本、轉(zhuǎn)換格式等限制導(dǎo)致引入模型不完整等問題。4）RAF—6 翼型（英國翼型）5）圓弧翼型6）791 翼型在有限元分析中，分析對象幾何模型的好壞直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。2）哥丁根（Gottingen）翼型這是 1921 年在德國哥丁根研制的翼型。具體內(nèi)容如下：在有限單元法的理論下，根據(jù)已有的葉片翼型，利用大型通用有限元軟件 ANSYS建立葉片的有限元模型，采用殼體單元 SHELL63 對模型進(jìn)行離散化，對建好的有限元模型施加工況條件，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，施加氣動力、慣性力和重力載荷對建好的模型進(jìn)行加載對葉片模型ansys結(jié)果進(jìn)行分析！ 常用翼型介紹目前在翼型設(shè)計(jì)制造和生活研究中，常采用以下幾種翼型：1）NACA（4406～4415）翼型這是美國航空咨詢委員會研制的翼型。風(fēng)輪葉片的優(yōu)化設(shè)計(jì)要滿足一定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：年輸出功率最大化；最大功率限制輸出；振動最小化和避免出現(xiàn)共振；材料消耗最小化；保證葉片結(jié)構(gòu)局部和整體穩(wěn)定性；葉片結(jié)構(gòu)滿足適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度要求和剛度要求。葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一個主要零件，它把風(fēng)力機(jī)與其它機(jī)械區(qū)分開來，并作為風(fēng)力發(fā)機(jī)的“呼吸中心”起著重要作用。對于系統(tǒng)的葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究成果不多，大部分的研究著重于對算法的改進(jìn)，以提高迭代過程的準(zhǔn)確性與快速性[8]。 目前，國外有關(guān)葉片的相關(guān)研究主要集中在葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的數(shù)值分析方法研究。丹麥LM公司提出了Future Blade”的概念。葉片氣動設(shè)計(jì)包括氣動外形設(shè)計(jì)及氣動性能計(jì)算，根據(jù)風(fēng)力機(jī)總體性能要求確定風(fēng)輪直徑、葉片數(shù)、轉(zhuǎn)速、葉片弦長、葉厚、扭角分布。目前，國外已實(shí)現(xiàn)先進(jìn)工藝的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，而我國RTM工藝還仍外于試驗(yàn)階段。由于葉片典型的非回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，應(yīng)用該方法成本高，線性設(shè)計(jì)復(fù)雜，有待進(jìn)一步發(fā)展。纖維纏繞工藝:借鑒復(fù)合材料管道纏繞成型工藝而成，較其它各類成型工藝而言，制品強(qiáng)度高、質(zhì)量穩(wěn)定、可重復(fù)性好。國外在成型大型玻璃鋼產(chǎn)品中有所應(yīng)用，在我國，由于受到市場、技術(shù)、材料、資金等方面的限制和影響，復(fù)合材料葉片制造廠家多采用濕法手糊工藝，該工藝己難以實(shí)現(xiàn)兆瓦級大型風(fēng)力機(jī)葉片，VARTM則是解決這一問題的新型工藝。VARTM即真空輔助灌注技術(shù)是近幾年由RTM改進(jìn)發(fā)展起來的一種工藝。樹脂傳遞模塑(RTM):屬于最新發(fā)展的葉片成型方法，將纖維預(yù)成型體置于模腔中，注入樹脂后加溫成型。手糊工藝:屬于傳統(tǒng)葉片成型工藝，也稱作濕法成型，將纖維基材鋪設(shè)放在單模中，然后用滾或毛刷涂覆玻璃布和樹脂，常溫固化后脫膜，該法以手工勞動為主，成本低，用于低成本、形狀復(fù)雜制品。3)制造工藝研究大型風(fēng)力機(jī)葉片大多采用組裝方式制造，分別在兩個陰模上成型葉片蒙皮，分別在專用模具上成型主梁及其他玻璃鋼部件，然后在主模具上把兩個蒙皮、主梁及其它部件膠接組裝在一起，合模加壓固化后形成整體葉片。鑒于碳纖維價格是玻璃纖維的10倍左右，制造大型仆卜片時，采用玻璃纖維與碳纖維混雜增強(qiáng)的方案可在保證剛度和強(qiáng)度、降低成本的同時減輕葉片質(zhì)量。碳纖維增強(qiáng)材料的拉伸模量是玻璃纖維增強(qiáng)材料的2一3倍，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于玻璃纖維。碳纖維增強(qiáng)材料葉片:對于大型葉片，為保證在極端風(fēng)載下葉尖不碰塔架，葉片必須具備足夠的剛度，剛度標(biāo)準(zhǔn)已成為新一代MW級葉片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。鑒于此，復(fù)合材料以其材料輕，剛度好，抗疲勞性好，抗腐蝕性強(qiáng)，易于處理等特點(diǎn)成為風(fēng)電葉片使用最普遍的材料。2)材料研究玻璃纖維增強(qiáng)材料葉片:由于葉片長度加倍后掠風(fēng)面積可達(dá)4倍，以致捕獲4倍的能量，所以葉片長度也在不斷增加。瑞典FFA一W系列，具有較高最大升力系數(shù)和升阻比。從80年代中期開始，風(fēng)電發(fā)達(dá)國家開始研究風(fēng)機(jī)葉片專用翼型，通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算的方法成功開發(fā)出許多專用翼型系列，比如美國Seri和 NREL系列，能有效減小由于葉片表面粗糙度增加而造成的風(fēng)輪性能下降。目前對于葉片的研究集中在翼型、結(jié)構(gòu)、材料和工藝制造方面[6]。Enercon己在調(diào)研能否達(dá)到SMw的發(fā)電量，其他設(shè)計(jì)人員正在考慮12甚至巧MW的渦輪機(jī)，2020年的目標(biāo)是20MW。Enereon的6MW渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子直徑127m，葉片長度58m。德國RePower公司和Enercon公司首先供應(yīng)了SMW和6Mw的風(fēng)力渦輪機(jī)。4)海上風(fēng)能資源豐富，因此海上風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)與發(fā)展將是一種必然趨勢。其中直驅(qū)式由于其節(jié)約投資、減少傳動鏈損失和停機(jī)時間以及維護(hù)費(fèi)用低、可靠性好等特點(diǎn)，在市場上占有越來越大的份額[5]。2)風(fēng)電機(jī)組通過不同的調(diào)節(jié)方式提高風(fēng)電效率，目前比較普遍的是定槳距失速調(diào)節(jié)和變速變槳距調(diào)節(jié)。發(fā)展風(fēng)電已是不可逆轉(zhuǎn)的潮流，當(dāng)今世界風(fēng)電發(fā)展的趨勢是大型化、海洋化、調(diào)速化。近幾年，為滿足我國持續(xù)持續(xù)增長的經(jīng)濟(jì)要求，國家發(fā)改革委制定了中長期能源戰(zhàn)略規(guī)劃，力爭到2020年，使風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到3000萬kw，相當(dāng)于替代了2200萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同時使我國的風(fēng)電設(shè)計(jì)、制造和管理技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平?！笆濉逼陂g，我國風(fēng)電并網(wǎng)迅速發(fā)展，全國裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到126萬千瓦，位居世界第10位，亞洲第三位，成為繼歐洲、美國和印度之后發(fā)展風(fēng)力發(fā)電的主要市場之一。中國由于其龐大的消費(fèi)人口以及近20年經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展己成為世界第二大能源消費(fèi)國，面臨著嚴(yán)重的能源問題，電力持續(xù)短缺便是其主要問題之一，因此新能源發(fā)電技術(shù)的研究開發(fā)與發(fā)展迫在眉捷?？偠灾L(fēng)力發(fā)電在美國、中國、印度以及歐洲部分國家的增長仍將非常迅速。以歐洲為例，計(jì)劃到2020年實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電占總發(fā)電量的12%，而目前各國風(fēng)電覆蓋率水平較低，%，要實(shí)現(xiàn)12%的目標(biāo)，還需增長近十倍。美國、中國、德國、西班牙、%，%。 2009年全球風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的營業(yè)額達(dá)500億歐元，共雇員55萬人，預(yù)計(jì)在2012年風(fēng)力發(fā)電行業(yè)將首次提供100萬個工作崗位。 從裝機(jī)容量方面來看，世界風(fēng)能協(xié)會(WWEA)發(fā)布的《2009世界風(fēng)能報(bào)告》公布的一系列數(shù)據(jù)和資料表明風(fēng)力發(fā)電的迅速發(fā)展:2009年世界風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到159213 MW，當(dāng)年新增容量38312MW，%，達(dá)到2001年以來最高的年增長率。據(jù)國際能源署公布的預(yù)測資料。據(jù)全球風(fēng)能協(xié)會(GWEC)公布的數(shù)據(jù)，2008年全球新增風(fēng)電總投資達(dá)475億美元，新增裝機(jī)容量達(dá)27. 26 GW，比上年增長36%。與核能、太陽能、生物質(zhì)等各類新能源相比較，風(fēng)力發(fā)電具備技術(shù)相對成熟，大規(guī)模開發(fā)門