气动数据评估技术

对任何一种气动分析方法，选择作为输入数据的气动系数都要求认真仔细地考虑。在本节中，重要的是要特别注意风力机采用的是哪一种调节策略。

如果风力机是变桨距控制，主要的任务是尽可能正确地安排与气弹计算程序一起使用的调节程序。当风力机是变桨距控制时，气动系数很容易得到，因为此时风力机将运行在升力曲线的线性段，三维效应并不重要。然而，在失速区升力曲线的初始部分仍需要修正模型，因为不可能有这样的变桨距调节机理考虑得如此完美，可以使得叶片从不经历失速状态。

如果风力机是失速调节或主动失速调节，恰当选取气动系数就更为困难。首先导出气动系数代表值的第一步包括对风轮叶片所用翼型的识别。如果翼型是常用的，则很容易找到二维风洞试验数据，以支持对系数值的选取。对常用的NACA翼型的数据可以在Abbott和von Doenhoff（1959）的相关研究文献中找到。如果翼型不常见，建议检查翼型的形状外观，找到一个代表性的常用系列翼型，它们的气动二维数据是测量过的。

接下来的一步是确定气动系数值，此时应尽可能地考虑到三维效应，建议通过功率曲线或推力曲线来评估或校正气动系数。代表性的推力曲线很容易通过塔架底部的弯曲来导出。如果有可靠的测量数据，这将会为导出“正确的”数据提供一个良好的基础。

在绝大多数情况下，并没有测量数据，气动系数的指定值必须基于印象和经验。作为替代，也可以考虑按Bak等人（1990）的研究对二维数据采用三维修正。三维修正导则可以总结如下：

1）如果包括三维效应，升力系数在叶尖失速区较小；

2）在从风轮轴线到2/3风轮半径的距离范围内，升力系数不变；(www.xing528.com)

3）如果考虑三维效应，升力系数在叶片的内侧部分，即靠近风轮轴线处较高；

4）在叶片的外侧部分，阻力系数保持不变。

5）如果包括了三维效应，在入流角到大约20°范围内，阻力系数在叶片内侧部分会稍稍低一些。对于更大的入流角，阻力系数会比二维数据所显示的要高一些。

应当注意，上述导则是针对特定的LM19.1叶片基于计算结果所作的校正，如果没有校正，其他叶片不一定都要遵守。

通常，如果入流角范围超过-20°～20°，气动数据几乎不可能找到。由于超过这个范围的入流角确实发生在风力机上，特别是在由极限偏航误差或极限风速构成的极端条件下。通常必须对现有的气动数据进行外推，以得到大角度下的值。这样的外推方法可以在Eggleston和Stodard（1987）的相关研究中找到，在4.3.1节中已经描述了由Viterna和Corigan（1981）给出的替代方法。

注意，这些气动系数的恰当选择对于风力机设计分析十分重要，因为对风力机动力学响应的可靠预测，很大程度上取决于正确选择气动系数。