圖2-8 使用翼刀前后的流線對比(來自R. Chow, C.P. van Dam，2010)

　　圖2-9 Repower機(jī)組上使用的LM帶翼刀的葉片

　　2.6 鋸齒后緣

　　隨著風(fēng)力機(jī)尺寸的增大以及安裝越來越靠近居住區(qū)，風(fēng)機(jī)噪聲問題越來越受到重視。Oerlemans和Mendez-Lopez場對Gamesa G58機(jī)組進(jìn)行了運(yùn)行噪聲的測量。通過分析，風(fēng)力機(jī)的主要噪聲來自于葉片展向靠近葉尖區(qū)域但不在絕對的葉尖（實(shí)際上，葉尖噪聲已通過優(yōu)化的葉尖外形和反向扭角得到控制），同時(shí)，研究還表明葉片的噪聲主要來自后緣噪聲。

　　根據(jù)飛機(jī)引擎鋸齒降噪的經(jīng)驗(yàn)，Howe1991年提出了鋸齒狀后緣降低葉片后緣噪聲的傳播理論。后緣鋸齒會使流動在后緣處形成一列反向旋轉(zhuǎn)的渦對，改變了尾渦結(jié)構(gòu)，減弱了下游尾跡區(qū)的展向相關(guān)性，減小了噪聲的遠(yuǎn)場輻射。隨后大量的理論研究及實(shí)際應(yīng)用表明該技術(shù)可以顯著降低葉片的氣動噪聲。目前鋸齒后緣設(shè)計(jì)已普遍應(yīng)用于西門子、GE等公司的風(fēng)機(jī)葉片中，多以附件形式安裝，GE公司為他們的鋸齒后緣技術(shù)申請了專利，圖2-10為鋸齒后緣在西門子葉片上的應(yīng)用實(shí)例。

 

　　圖2-10 西門子公司葉片的鋸齒后緣‘Dino-Tail’

　　2.7 葉尖小翼

　　葉片旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，由于葉尖壓力面和吸力面的壓力差，導(dǎo)致壓力面氣流繞過葉尖端面流入吸力面，既破壞了葉尖二維流動情況，同時(shí)會產(chǎn)生葉尖渦。葉尖渦是造成葉尖噪聲、葉片效率減小、疲勞載荷增加的主要原因之一。同樣借鑒飛機(jī)機(jī)翼解決翼尖渦的經(jīng)驗(yàn)，一種類似機(jī)翼翼梢的葉尖小翼被應(yīng)用到風(fēng)力機(jī)葉片中。加裝小翼，可以重整通過葉尖流場的氣流，有效地降低葉尖處誘導(dǎo)阻力，減少葉尖能量損失，從而提高原有風(fēng)力機(jī)的功率輸出。這種葉尖小翼設(shè)計(jì)與大弦長葉根一樣幾乎成為Enercon公司風(fēng)機(jī)葉片的標(biāo)志，然而也有越來越多的其他風(fēng)機(jī)制造商開始采用這種技術(shù)。圖2-11是一種典型的Enercon公司帶葉尖小翼的葉片。

　　圖2-11 Enercon公司E-126機(jī)組上的葉尖小翼

　　2.8 凹凸前緣

　　凹凸前緣概念的提出，得益于學(xué)者們對于座頭鯨的仿生學(xué)研究，其胸鰭前緣的凸起能產(chǎn)生不穩(wěn)定的橫向渦，從而延遲失速并使鰭在大迎角下保持高升力，這對座頭鯨的大迎角機(jī)動非常有利。Fish等人首先研究將這種凹凸前緣引入翼型設(shè)計(jì)中，接下來很多學(xué)者展開了一系列的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究。Miklosovic等人通過實(shí)驗(yàn)研究了一種凹凸前緣翼型可以推遲失速迎角達(dá)40%，同時(shí)最大升力系數(shù)提高6%，阻力系數(shù)在小攻角時(shí)增加而在大攻角時(shí)減小。該技術(shù)暫時(shí)并未在實(shí)際葉片中得到應(yīng)用，僅停留在技術(shù)研究階段，考慮到工業(yè)應(yīng)用的可操作性，可以采用氣動附件的形式安裝。圖2-12展示了一種正弦型凹凸前緣翼型的CFD分析。