Aerodynamický design čepele je hlavně návrhem optimalizace tvaru, který je zásadním krokem v konstrukci čepele. Výhody a nevýhody konstrukce lopatkového profilu v návrhu optimalizace tvaru přímo určují účinnost výroby energie větrné turbíny. Za provozních podmínek větrné turbíny je tekoucí Reynoldsovo číslo relativně nízké. Lopatky obvykle pracují při nízké rychlosti a vysokém koeficientu zdvihu. Rušení toku mezi lopatkami způsobuje proudění. velmi komplikované. S ohledem na složitý stav proudění tvaru čepele a rozložení profilu lopatky v různých směrech je konstrukce profilu lopatky velmi důležitá.
V současné době konstrukční technologie profilu lopatky obvykle využívá pokročilou metodu návrhu křídla křídla v letectví k návrhu tvaru profilu listu. Pokročilá technologie CFD byla široce používána při navrhování různých typů aerodynamických tvarů. Pro provozní podmínky ventilátoru za nízkého Reynoldsova čísla a vysokého součinitele zdvihu je nutné analyzovat průtočné pole profilu lopatky pomocí regulační rovnice NS s ohledem na viskozitu.
V posledních 10 letech si profil křídla větrné turbíny s horizontální osou obvykle vybírá letecké profily řady NACA, jako jsou NACA44XX, NA-CA23XX, NACA63XX a NASALS (1). Tyto profily křídel jsou velmi citlivé na drsnost náběžné hrany. Jakmile bude náběžná hrana v důsledku znečištění drsná, výkon profilu křídla se výrazně sníží a roční ztráta výstupního výkonu může dosáhnout až 30%. Poté, co uznal, že letecké profily nejsou vhodné pro lopatky větrné energie, po polovině 80. let 20. století vyspělé země ve větrné energii začaly studovat speciální profily křídel pro lopatky a úspěšně vyvinuly speciální řady profilů křídel pro větrné elektrárny, jako jsou americké řady Seri a NREL. , a Dánsko. Série RISO-A, švédská řada FFA-W a holandská řada DU.
Tyto profily křídel mají své vlastní výhody. Řady Seri mají nízkou citlivost na drsnost povrchu profilu křídla; Řady RISO-A mají dobrý výkon při přiblížení ke stání a mají nízkou citlivost na drsnost náběžné hrany; Řady FFA-W mají dobrou drsnost zadního povrchu. Zastavení výkonu. Dánská společnost LM přijala švédský profil křídla FFA-W pro velké lopatky větrných turbín a speciální profil křídel pro větrné turbíny bude široce používán při konstrukci lopatek větrných elektráren.
V současné době existuje několik konstrukčních teorií tvaru čepele, všechny jsou vyvinuty na základě aerodynamické teorie křídel. První teorie tvarového designu je zjednodušená metoda návrhu založená na Batesově teorii. Tato metoda předpokládá, že větrná turbína pracuje za nejlepších podmínek podle Batesova vzorce, bez ohledu na ztráty vířivými proudy atd., A účinnost navržené větrné turbíny nepřesahuje 40%.
Později někteří slavní aerodynamici založili vlastní aerodynamickou teorii lopatek. Schmitzova teorie uvažuje o ztrátě víru v obvodovém směru lopatky a výsledek návrhu je relativně přesný. Glauertova teorie uvažuje o vířivém proudění za větrným kolem, ale ignoruje vliv odporu křídla a ztráty lopatky, což má malý vliv na tvar lopatky, ale má větší dopad na účinnost větrné turbíny. Wilson provedl vylepšení na základě Glauertovy teorie, studoval vliv ztráty čepele a poměru zdvihu k tahu na nejlepší výkon radlice a studoval výkon větrného kola za nedizajnových podmínek, což je v současné době nejvíce běžně používaná teorie designu.
