基于材料的彎扭耦合設計的原理如圖2-2所示。利用纖維增強材料的各向異性，在葉片的上下翼面作“鏡像”鋪層，纖維方向與葉片軸向呈一定夾角。這樣葉片彎曲時，上下翼面纖維中的拉/壓力將形成同一方向的剪力分量，在翼剖面形成扭矩以致產生扭轉變形。基于外形的彎扭耦合設計指的是一種后掠葉片設計，原理如圖2-3所示。葉片外形軸線逐漸偏離變槳軸線（指向與葉片旋轉方向相反），當揮舞方向氣動載荷作用于葉片上時，將產生相對變槳軸線的扭矩使翼剖面順槳。這種后掠葉片設計常見GE、西門子等公司的葉片中。
圖2-2傳統葉片和彎扭耦合葉片設計（來自：Verelst，2009）
圖2-3后掠葉片概念(來自:Larwood/Zuteck, 2006)
2.3 渦流發生器（VG）
渦流發生器（VortexGenerator，簡稱VG）自1947年首次被美國聯合飛機公司（UAC）的Taylor和Bmynes提出以來，目前已廣泛應用于航空、船舶等與流體相關的領域。VG實際上是以某一安裝角垂直地安裝在翼型表面的的小展弦比機翼，在迎風氣流中和常規翼型一樣可以產生翼尖渦，由于其展弦比小，翼尖渦強度相對較強。這種高能量的翼尖渦與下游的邊界層流動混合后，把能量傳遞給邊界層，使出于逆壓梯度中的邊界層流場獲得能量后能夠繼續附著在翼型表面從而達到延遲分離的效果，圖2-4展示了VG的原理。
圖2-4 VG的工作原理(來自S.Xue, 2010)
1980年代，VG開始應用于風力機葉片中，用以控制流動分離。當前大型變速變槳控制風力機葉片的翼型設計工作點均處于較大升力系數處，即2翼型工作于接近失速的攻角下。當風機轉速達到額定轉速而功率未達到滿發狀態時，隨著風速的增加，葉尖速比減小，葉片截面的攻角增加。而由于風輪面內的旋轉線速度遠低于葉尖，葉根區域的攻角大于葉尖，葉根區域將先于葉尖區域失速。因此葉根（葉根長度30%以內區域）有控制流動分離的需求。圖2-5為VG應用于葉片上的原理簡圖。目前VG已經在國內外很多廠家的葉片上得到應用，Smart Blade公司長期從事葉片新技術的研究和應用，稱目前的應用有效的抑制了葉根部的流動分離，提高年發電量2~3%左右。
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