赵万里，李秋彦，刘沛清，朱建勇

（1.华北水利水电学院，电力学院，河南郑州，450045；2.北京航空航天大学，流体力学教育部重点实验室，北京，100191）

能源和环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。常规能源不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。因此，世界各国先后提出了适合本国国情的新能源战略[1-7]。风能作为一种相对廉价的清洁新能源得到各国的重视。我国是一个风力资源丰富的国家，风力发电潜力巨大，自国家提出全国风电“十一五发展计划及2020年发展规划”后，风力机的单台装机容量由初期的600 kW发展到了现在的3 MW，兆瓦量级的单台装机容量已成为大型风电场的主力。笔者受某风能公司委托，开展了某1 MW新风力机叶片的设计、性能评估以及叶片载荷计算。

1 计算模型

风力机叶片设计方法有求解正问题和求解反问题2类，求解正问题是指首先根据某种规则设计出一个叶片，然后根据该叶片的气动性能、制造工艺和结构强度要求不断对叶片进行优化，最终使叶片的气动性能达到设计者满意的要求。反问题设计是指根据设计者期望的叶片气动参数，通过一系列假设和经验，通过计算得到叶片的外形参数[7-9]。

片条理论以轴向和周向干涉因子为变量进行外形设计，并可对设计的叶片进行气动性能的校核，包括风轮在非设计工况下的性能。片条理论是目前运用最广风力机软件的叶片设计方法和气动设计方法，并由此衍生了多种修正方法，修正后的计算结果与风力机的实际性能具有较好的一致性，本文在采用此方法设计及优化叶片，同时引入叶尖损失和轮毂损失修正、叶栅理论对攻角的修正以及重载运行下的修正问题[10]。……