一种带有柔性尾翼的拍动翼风力的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种带有柔性尾翼的拍动翼风力机，包括拍动翼，所述拍动翼的尾部安装有一块可变形的平板作为柔性尾翼；所述柔性尾翼与拍动翼任一截面的翼弦在同一平面上。通过增加柔性尾翼，提高拍动翼的升力，从而采集更多的能量，提升能量采集效率。
【专利说明】一种带有柔性尾翼的拍动翼风力机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可再生能源领域，更具体地说，本发明涉及一种带有柔性尾翼的拍动 翼风力机。
【背景技术】
[0002] 伴随着现代科技的日新月异，近年来全球人口出现了爆炸式的增长，随之而来的 便是能源消耗的不断提升。由于诸如石油、天然气等不可再生能源正在逐步减少，人类对可 再生能源系统的研宄变得尤为迫切。其中，风力机是当前国内外研宄的热点之一。
[0003] 传统风力机是通过旋转叶片来采集风能的。由于叶片的尺寸较大，它的旋转运动 会产生噪音污染，同时还可能对当地的野生动物造成危害。正是因为这些缺陷，使得风力机 的发展和推广遇到了一定的制约。
[0004] 另一方面，作为一种新型的可再生能源系统，拍动翼式风力机可以有效克服旋转 叶片式风力机存在的不足。如图1所示，拍动翼1在自由来流中作垂直于来流方向的上下沉 降运动；同时，它还绕转动轴3作俯仰运动，其中转动轴3由支架4支撑。通过拍动翼的拍 动式运动，风能被转化成机械能。在连杆2的辅助下，机械能被收集到装置5中，最后通过 机械能/电能转化装置获得所需的电能。但是，现有的拍动翼风力机的拍动翼通常是刚性 的，没有利用柔性翼的潜在优势，其能量采集效率比较低，因而仍有待进一步改进和提高。
【发明内容】
[0005] 针对现有的拍动翼风力机存在的不足，本发明的目的在于提供一种带有柔性尾翼 的拍动翼风力机，通过增加柔性尾翼，提高拍动翼的升力，从而采集更多的能量，提升能量 采集效率。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：一种带有柔性尾翼的拍动翼 风力机，包括拍动翼，所述拍动翼的尾部安装有一块可变形的平板作为柔性尾翼；所述柔性 尾翼与拍动翼任一截面的翼弦在同一平面上。
[0007] 进一步的，所述柔性尾翼与拍动翼的尾部之间通过螺栓固定连接。
[0008] 进一步的，所述柔性尾翼于所述翼弦的延长线方向的长度为弦长的1/3-1/2,厚度 为弦长的1/50-1/25。
[0009] 进一步的，所述柔性尾翼于拍动翼轴线方向的长度与拍动翼轴线方向的长度相 等。
[0010] 进一步的，所述柔性尾翼的刚度选取方法，具体步骤如下：定义一个与尾翼属性有 关的无量纲参数：频率比ω%所述频率比ω?的取值范围为〇. 5-4,数学表达式为：
[0011]
【权利要求】
1. 一种带有柔性尾翼的拍动翼风力机，其特征在于：包括拍动翼，所述拍动翼的尾部 安装有一块可变形的平板作为柔性尾翼；所述柔性尾翼与拍动翼任一截面的翼弦在同一平 面上。
2. 根据权利要求1所述的一种带有柔性尾翼的拍动翼风力机，其特征在于：所述柔性 尾翼与拍动翼的尾部之间通过螺栓固定连接。
3. 根据权利要求1所述的一种带有柔性尾翼的拍动翼风力机，其特征在于：所述柔性 尾翼于所述翼弦的延长线方向的长度为弦长的1/3-1/2,厚度为弦长的1/50-1/25。
4. 根据权利要求1所述的一种带有柔性尾翼的拍动翼风力机，其特征在于：所述柔性 尾翼于拍动翼轴线方向的长度与拍动翼轴线方向的长度相等。
5. 根据权利要求1所述的一种带有柔性尾翼的拍动翼风力机，其特征在于：所述柔性 尾翼的刚度选取方法，具体步骤如下：定义一个与尾翼属性有关的无量纲参数：频率比 所述频率比的取值范围为〇. 5-4,数学表达式为：
是尾翼的线性密度，Lt是尾翼于所述翼弦的延长线方向的长度，Kb是尾翼的弯曲系数即代 表尾翼的刚度，在拍动翼的运动频率f、尾翼长度Lt、尾翼的线性密度Pt固定的情况下，通 过调整频率比得到所需柔性尾翼的刚度Kb。
6. 根据权利要求5所述的一种带有柔性尾翼的拍动翼风力机，其特征在于：所述柔性 尾翼的频率比为1。
7. 根据权利要求1所述的一种带有柔性尾翼的拍动翼风力机的拍动翼，其特征在于： 所述拍动翼的沉降运动和俯仰运动均采用正弦变化模式，且沉降运动和俯仰运动的相位差 为 90。。
【文档编号】F03D5/06GK104500334SQ201410724833
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】吴杰, 詹佳普, 吴晶 申请人:南京航空航天大学