CN105201728A 说明书 2/4页 一种水平轴潮流能水轮机组合翼型叶片的设计方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)采用三维扫描仪获取鱼鳍标本的三维数字模型，即鱼鳍的点云数据； 2)通过逆向工程软件对上述点云数据进行处理，得到鱼鳍的三维数字模型，沿鱼鳍长 度方向任意选取鱼鳍不同位置处的横截面轮廓作为仿生鱼鳍翼型； 3)通过翼型专业分析软件将截取到的仿生鱼鳍翼型与水轮机的多个常规翼型在不同 雷诺数下相比较，选取达到最佳雷诺数时升阻比最大的仿生鱼鳍翼型，并导出该翼型和各 常规翼型的二维坐标，即得仿生翼型二维坐标和各常规翼型二维坐标； 4)根据设计要求，确定水轮机的功率、叶片数量、额定流速、尖速比、叶轮额定转速以及 叶轮直径等参数； 5)依据步骤4)中得到的参数，利用常规叶片设计方法设计叶片，确定设计叶片的长度， 将其长度分为1等份，此时就获得个横截面，即叶素，通过数值分析软件对上述个叶 素分别进行优化，得到每个叶素的参数： 6)根据设计要求以及叶片不同位置的作用，选取步骤3)中的仿生鱼鳍翼型及不同的常 规翼型分别对应步骤5)中的各个叶素，并将由步骤3)得到的各翼型二维坐标根据步骤5) 中的叶素参数转换为三维坐标； 7)将上述得到的翼型三维坐标数据导入到三维设计软件中，进行放样处理，最终生成 组合翼型叶片。 [0008]所述步骤2)中获取仿生鱼鳍翼型的具体方法为：沿鱼鳍长度方向将鱼鳍等分， 即得到-1个仿生鱼鳍翼型，其中，n的大小由鱼鳍的长度、拟选取的仿生翼型数量决定。 [0009]所述步骤3)中所述的常规翼型为NACA系列翼型。 [0010]所述步骤5)中所述的叶素优化的具体步骤为：根据设计要求，利用常规叶片设计 方法设计叶片，将设计的叶片沿长度方向分为1等份，即获得个叶素：对每个叶素单独 研究，并假设第个叶素的半径为r,利用数值分析软件对目标函数、约束方程和求解方程 分别编写程序代码；通过数值分析软件所带的优化工具箱调用上述程序代码，计算每个叶 素的半径、尖速比、轴向因子、周向因子、叶尖损失因子、入流角、弦长、扭角等参数。 [0011]所述步骤6)中的翼型二维坐标通过平移变换、缩放变换、旋转变换和沿Z轴的偏 移变换转换为翼型三维坐标数据。 [0012]本发明的优点：本发明中叶片设计采用了仿生鱼鳍翼型与常规翼型相组合，能够 更好地适应工作介质的特性，从而具有较高的获能效率：本发明根据水轮机叶片从叶根到 叶尖的不同部分在叶片获能过程中所起的作用不同，选用不同的翼型而设计出的组合翼型 叶片，实验证明本发明能够明显提高叶片的获能效率和可靠性：在不同流速、流向的海况 中，均可采用本发明提供的设计方法，选用不同的仿生翼型和常规翼型来设计组合翼型叶 片，从而得到较高的获能效率。 附图说明 [0013] 图1是本发明实施例中鲨鱼尾鳍截面翼型示例图。 [0014] 图2是本发明实施例中鲨鱼尾鳍的不同位置翼型图。 [0015] 图3是本发明实施例中几种仿生鲨鱼尾鳍翼型水动力性能分析示例图。 [0016] 图4是本发明实施例中的组合翼型叶片的翼型选择示例图。 4