将风轮叶片沿展向分成许多微段(叶素)。叶素理论将风力机桨叶简化为有有限个叶素,沿径向叠加而成,因而风轮的三维气动特性,可以由叶素的气动特性沿径向积分得到。
叶素理论应用的基本假设(1)不考虑沿叶片展向方向相邻叶素间的干扰。
(2)作用于每个叶素上的力仅由叶素的翼型气动性能决定。
公式考虑尾涡效应后的入流速度:
叶素处合成后的入流速度:
入流角和攻角为:
合成后引起的轴向推力、切向力、转矩为:
整个风轮平面的轴向推力、切向力、转矩为:
2
角度关系:
oz 桨叶的变距轴线
ox 旋转前进方向
oy 在翼型平面内垂直于xoz
叶素的相对气流速度w垂直上升相对速度
旋转相对速度
当地诱导速度