技术摘要：
本发明公开了一种用于风力发电机的鲨鱼鳃式叶片减阻结构、叶片及制造方法，该风机叶片减阻结构设置于叶片的表面，包括一开设于叶片上的凹槽，所述的凹槽设有一气流进口和多个气流出口，所述的气流进口和多个气流出口之间形成气流通道；叶片转动，气流从气流进口进入，  全部
背景技术：
风是一种极其普遍的自然现象，它衍生的风能更是蕴藏量巨大，是取之不尽、用之 不竭的可再生资源。在能源需求日益增长及能源转型的迫切要求下，风力发电得到了快速 发展，目前是世界上技术最成熟的一种风能利用方式，利用风力发电的尝试，开始于上世纪 之初第一次世界大战后，丹麦的工程师们根据飞机螺旋桨的原理就制造了小型风力发电机 组。中国利用风能发电开始于20世纪70年代，当时以微小型风力发电机组为主，80年代开始 研制中大型发电机组。 风能发电的过程是指风的动能通过风力机转换为机械能，再带动发电机发电后转 换为电能。风力机是风力发电系统的核心部件，风力机主要分为垂直轴和水平轴，水平轴风 力机风能利用效率更高，应用范围更广。典型的水平轴风力机主要由风轮、机舱、轮毂、调速 器、调向装置、传动机构、机械刹车装置和塔架组成。水平轴风机的风轮由气动性能优异的 叶片(目前商业机组一般为2～3个叶片)装在轮毂上所组成，叶片围绕一个水平轴旋转，旋 转平面与风向垂直。低速转动的风轮通过传动系统由增速齿轮箱增速，将动力传递给发电 机。风力机叶片是风力机重要的核心部件，它的性能直接影响发电效率。叶片转动过程中所 受阻力主要来自叶片和周围气流之间的相互摩擦的阻力，甚至可以高达总阻力的70％，该 阻力大大增加了风力机能量消耗，因此，减小叶片的阻力与提高风力发电机组的效率直接 相关。 自然界中鲨鱼呼吸时水由口部和入水孔进入咽，由鳃裂流出体外。鲨鱼的外鳃裂 与周围的体表近似于在一个平面上。鳃裂部位向外喷排出海水并与周围的环境流体相互作 用改变了鲨鱼体表周围的流场结构，减少了鲨鱼体表的阻力。本发明正是依据鲨鱼鳃裂结 构仿生设计了一种新型的风力机的叶片减阻结构。风力机叶片外型呈流线型，发明的叶片 结构设定为在叶片迎风面采用鲨鱼鳃裂结构，有一个(或多个)进口进气，多个出口出气，进 出口之间构成气流通道，出口处截面形成射流现象。流动的气流有黏性，在风力机叶片附近 形成边界层，边界层内存在速度梯度，摩擦阻力的大小取决于边界层内的速度梯度变化，随 着速度梯度减弱而减小，显然，边界层越厚，速度梯度变化变小，摩擦阻力越小，而射流在主 流的作用下发生弯曲，紧贴风力机叶片表面，射流流体在主流和风力机叶片表面之间形成 缓冲带，增加边界层厚度，连续的等间距气流出口同时将这种缓冲作用延长并加强，从而削 弱主流对风力机叶片表面的扫掠，减小叶片阻力，优化叶片结构，使其适应更多工作环境， 提高风力发电机组效率。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于风力发电机的鲨鱼鳃式叶片减阻结构、叶片及制造 3 CN 111577531 A 说　明　书 2/4 页 方法，能够有效的增加风机叶片表面的边界层厚度，减小速度梯度，控制主流与壁面的接 触，减小表面摩擦阻力，提高风力发电机的功率。 为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的： 一种风力发电机的鲨鱼鳃式叶片减阻结构，其特点是，所述的减阻结构设置于叶 片的表面，包括一开设于叶片上的凹槽，所述的凹槽设有一气流进口和多个气流出口，所述 的气流进口和多个气流出口之间形成气流通道； 所述的叶片转动，气流从气流进口进入，沿着气流通道依次经过气流出口形成射 流，且在气流通道中的气体流速低于主流，从气流出口流出的射流在主流的冲击下流动路 径弯曲，在叶片表面与主流之间形成缓冲区域，减小主流对叶片的摩擦。 进一步的，所述叶片上设有减阻结构的任意横截面的前后缘两点间直线距离为c， 并设定为x轴，沿着x轴距离前缘点，25％-30％c为气流进口，32％-34％c为第一气流出口， 36％-38％c为第二气流出口，40％-42％c为第三气流出口，44％-46％c为第四气流出口， 48％-50％c为第五气流出口。 进一步的，所述的气流进口与叶片表面的相交线垂直于x轴。 进一步的，所述的气流出口型线与气流进口型线平行。 进一步的，所述的减阻结构设置于60％-80％的叶片高度区域。 一种风机叶片，其特点是，包括： 上述的风机叶片减阻结构；以及， 叶片本体； 所述的减阻结构布置于叶片本体表面。 一种风机叶片的制造方法，其特点是，所述的方法包括： 提供一叶片本体； 于叶片本体表面开设一凹槽，所述的凹槽设有一气流进口和多个气流出口，所述 的一气流进口和多个气流出口之间形成气流通道。 进一步的，所述的气流进口的型线及气流出口的型线于叶片本体的初始表面型线 上且互相平行构成叶片外表面。 进一步的，所述的方法包括： 确定风机叶片内表面的初始位置，并以此为气流通道的起始位置，风机叶片内表 面朝着叶片后缘方向开设预设距离，所述风机叶片内表面的结束位置作为气流通道的结束 位置。 本发明与现有技术相比，具有以下优点： 首次提出用于风力发电机的鲨鱼鳃式叶片减阻结构，根据鲨鱼鳃裂结构提出仿生 结构，有效减小叶片表面摩擦阻力，抑制流动损失的产生，可以优化叶片的气动特性，延长 风力机的使用寿命，提高整机的工作性能和可靠性。具有重要的理论意义和实际应用价值， 为风力发电机性能提高和优化设计提供科学依据。 附图说明 图1为本发明一种风力发电机的鲨鱼鳃式叶片减阻结构的结构图； 图2为沿叶片高度方向减阻结构存在区域的中间截面； 4 CN 111577531 A 说　明　书 3/4 页 图3为减阻结构的气流进出口局部图。 其中：1、风力机叶片；2、气流进口；3、第一气流出口；4、第二气流出口；5、第三气流 出口；6、第四气流出口；7、第五气流出口；8、气流通道；9、风力机叶片外表面；10、风力机叶 片内表面。