垂直轴风力机叶片、垂直轴风轮及垂直轴风力机专利检索-升阻比空气动力学专利检索查询-专利查询网

垂直轴 风 力机叶片、垂直轴风轮及垂直轴风力机

阅读：808发布：2020-05-08

专利汇可以提供垂直轴风力机叶片、垂直轴风轮及垂直轴风力机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请提供一种垂直轴风力机叶片、垂直轴风轮及垂直轴风力机，垂直轴风力机叶片，应用了适用于中、高雷诺数工况的垂直轴风力机叶片翼型，翼型的最大厚度为翼型弦长的12％～13％；翼型的最大厚度位置与翼型前缘的距离为翼型弦长的25％～31％；翼型的最大弯度为翼型弦长的5.5％～8％；翼型的最大弯度位置与翼型前缘的距离为翼型弦长的35％～40％。本申请垂直轴风力机叶片、垂直轴风轮及垂直轴风力机，垂直轴风力机叶片应用了适用于中、高雷诺数工况的垂直轴风力机叶片翼型，该翼型在中、高雷诺数工况下具有更高的升力系数和升阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦长的尺寸，进而减小应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力机的载荷，使得垂直轴风力机对风能的利用率更高。，下面是垂直轴风力机叶片、垂直轴风轮及垂直轴风力机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种垂直轴风力机叶片，其特征在于，应用了适用于中、高雷诺数工况的垂直轴风力机叶片翼型，所述翼型具有上翼面、下翼面、前缘及后缘，
所述翼型的最大厚度为所述翼型弦长的12％～13％；
所述翼型的最大厚度位置与所述翼型前缘的距离为所述翼型弦长的25％～31％；
所述翼型的最大弯度为所述翼型弦长的5.5％～8％；
所述翼型的最大弯度位置与所述翼型前缘的距离为所述翼型弦长的35％～40％。
2.根据权利要求1所述的垂直轴风力机叶片，其特征在于，所述翼型包括第一翼型，所述第一翼型的最大厚度为所述第一翼型弦长的12.62％；
所述第一翼型的最大厚度位置与所述第一翼型前缘的距离为所述第一翼型弦长的
29.4％；
所述第一翼型的最大弯度为所述第一翼型弦长的6.57％；
所述第一翼型的最大弯度位置与所述第一翼型前缘的距离为所述第一翼型弦长的
39.2％。
3.根据权利要求1所述的垂直轴风力机叶片，其特征在于，所述翼型包括第二翼型，所述第二翼型的最大厚度为所述第二翼型弦长的12.62％；
所述第二翼型的最大厚度位置与所述第二翼型前缘的距离为所述第二翼型弦长的
26.7％；
所述第二翼型的最大弯度为所述第二翼型弦长的7.16％；
所述第二翼型的最大弯度位置与所述第二翼型前缘的距离为所述第二翼型弦长的
35.7％。
4.根据权利要求2所述的垂直轴风力机叶片，其特征在于，所述第一翼型上翼面的几何轮廓满足如下数学表达式：
y＝0.00499+2.20x-26.22x2+190.28x3-804.59x4+2034.52x5-3129.47x6+2868.997x7-
1440.47x8+304.73x9，
其中，x为所述第一翼型上翼面在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为所述第一翼型上翼面在无量纲二维坐标系上的纵坐标。
5.根据权利要求2或4所述的垂直轴风力机叶片，其特征在于，所述第一翼型下翼面的几何轮廓满足如下数学表达式：
y＝-9.4-0.44x+6.68x2-46.63x3+189.12x4-468.23x5+713.53x6-651.66x7+326.63x8-
69x9，
其中，x为所述第一翼型下翼面在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为所述第一翼型下翼面在无量纲二维坐标系上的纵坐标。
6.根据权利要求3所述的垂直轴风力机叶片，其特征在于，所述第二翼型上翼面的几何轮廓满足如下数学表达式：
y＝0.00519+2.3x-27.18x2+197.27x3-835.83x4+2113.69x5-3245.37x6+2966.74x7-
1484.72x8+313.09x9，
其中，x为所述第二翼型上翼面在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为所述第二翼型上翼面在无量纲二维坐标系上的纵坐标。
7.根据权利要求3或6所述的垂直轴风力机叶片，其特征在于，所述第二翼型下翼面的几何轮廓满足如下数学表达式：
y＝-0.0011-0.43x+7.05x2-49.56x3+201.10x4-498.41x5+761.11x6-697x7+350.39x8-
74.24x9，
其中，x为所述第二翼型下翼面在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为所述第二翼型下翼面在无量纲二维坐标系上的纵坐标。
8.根据权利要求1所述的垂直轴风力机叶片，其特征在于，所述中、高雷诺数的范围为7×105～15×105。
9.一种垂直轴风轮，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的垂直轴风力机叶片。
10.一种垂直轴风力机，其特征在于，包括权利要求9所述的垂直轴风轮。

说明书全文

垂直轴风 力机叶片、垂直轴风轮及垂直轴风力机

技术领域

[0001] 本申请涉及风力机技术领域，具体而言，涉及一种垂直轴风力机叶片、垂直轴风轮及垂直轴风力机。

背景技术

[0002] 风力机，即风力发电机，主要分为水平轴和垂直轴两大类型。在此两种风力机类型中，由于垂直轴风力机具有无需偏航装置、对风能的利用率高等优点而受到重视。

[0003] 风力机依靠叶片来捕获风能，叶片是整个风力机最为重要的组成部分，叶片翼型气动性能的优劣直接影响到风力机的发电效率。

[0004] 目前，常用于风力机的叶片翼型主要有荷兰的DU系列、瑞典FFA的W系列和美国NREL的S系列，但这些叶片翼型主要是针对水平轴风力机而研发的；在垂直轴风力机方面，
叶片翼型主要采用美国的NACA系列，NACA系列叶片翼型包括对称翼型和非对称翼型两种，
非对称翼型因其升力特性优于对称翼型而应用得更为广泛，但是，在中、高雷诺数范围内，
NACA系列非对称翼型的升力系数和升阻比仍然较低，导致风力机对风能的利用率不足。
发明内容

[0005] 本申请实施例的目的在于提供一种垂直轴风力机叶片、垂直轴风轮及垂直轴风力机，垂直轴风力机叶片应用了适用于中、高雷诺数工况的垂直轴风力机叶片翼型，该翼型在
中、高雷诺数工况下具有更高的升力系数和升阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦长
的尺寸，进而减小应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力机的载荷，使得应用该垂直轴风
力机叶片的垂直轴风力机对风能的利用率更高。

[0006] 第一方面，本申请实施例提供了一种垂直轴风力机叶片，应用了适用于中、高雷诺数工况的垂直轴风力机叶片翼型，所述翼型具有上翼面、下翼面、前缘及后缘，

[0007] 所述翼型的最大厚度为所述翼型弦长的12％～13％；

[0008] 所述翼型的最大厚度位置与所述翼型前缘的距离为所述翼型弦长的25％～31％；

[0009] 所述翼型的最大弯度为所述翼型弦长的5.5％～8％；

[0010] 所述翼型的最大弯度位置与所述翼型前缘的距离为所述翼型弦长的35％～40％。

[0011] 在上述实现过程中，本申请实施例的垂直轴风力机叶片，应用了适用于中、高雷诺数工况的垂直轴风力机叶片翼型，并限定了翼型的最大厚度、最大厚度位置与前缘的距离、
最大弯度及最大弯度位置与前缘的距离四种参数的取值范围，使得此类翼型在中、高雷诺
数工况下具有更高的升力系数和升阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦长的尺寸，进
而减小应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力机的载荷，使得应用该垂直轴风力机叶片的
垂直轴风力机对风能的利用率更高，并且，在失速状态时，此类翼型的升阻比下降幅度较为
平缓，避免了垂直轴风力机在运行时垂直轴风力机叶片因气动特性的急剧变化引起自振从
而损坏垂直轴风力机叶片，提高了垂直轴风力机叶片的使用寿命。

[0012] 进一步地，所述翼型包括第一翼型，

[0013] 所述第一翼型的最大厚度为所述第一翼型弦长的12.62％；

[0014] 所述第一翼型的最大厚度位置与所述第一翼型前缘的距离为所述第一翼型弦长的29.4％；

[0015] 所述第一翼型的最大弯度为所述第一翼型弦长的6.57％；

[0016] 所述第一翼型的最大弯度位置与所述第一翼型前缘的距离为所述第一翼型弦长的39.2％。

[0017] 在上述实现过程中，第一翼型在中、高雷诺数工况下具有更优的升力系数和升阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦长的尺寸，进而减小应用该垂直轴风力机叶片的垂
直轴风力机的载荷，使得应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力机对风能的利用率更优。

[0018] 进一步地，所述翼型包括第二翼型，

[0019] 所述第二翼型的最大厚度为所述第二翼型弦长的12.62％；

[0020] 所述第二翼型的最大厚度位置与所述第二翼型前缘的距离为所述第二翼型弦长的26.7％；

[0021] 所述第二翼型的最大弯度为所述第二翼型弦长的7.16％；

[0022] 所述第二翼型的最大弯度位置与所述第二翼型前缘的距离为所述第二翼型弦长的35.7％。

[0023] 在上述实现过程中，第二翼型在中、高雷诺数工况下具有更优的升力系数和升阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦长的尺寸，进而减小应用该垂直轴风力机叶片的垂
直轴风力机的载荷，使得应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力机对风能的利用率更优。

[0024] 进一步地，所述第一翼型上翼面的几何轮廓满足如下数学表达式：

[0025] y＝0.00499+2.20x-26.22x2+190.28x3-804.59x4+2034.52x5-3129.47x6+2868.997x7-1440.47x8+304.73x9，

[0026] 其中，x为所述第一翼型上翼面在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为所述第一翼型上翼面在无量纲二维坐标系上的纵坐标。

[0027] 在上述实现过程中，通过上述的数学表达式确定的第一翼型上翼面的几何轮廓是一种较优的第一翼型上翼面的几何轮廓。

[0028] 进一步地，所述第一翼型下翼面的几何轮廓满足如下数学表达式：

[0029] y＝-9.4-0.44x+6.68x2-46.63x3+189.12x4-468.23x5+713.53x6-651.66x7+326.63x8-69x9，

[0030] 其中，x为所述第一翼型下翼面在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为所述第一翼型下翼面在无量纲二维坐标系上的纵坐标。

[0031] 在上述实现过程中，通过上述的数学表达式确定的第一翼型下翼面的几何轮廓是一种较优的第一翼型下翼面的几何轮廓。

[0032] 进一步地，所述第二翼型上翼面的几何轮廓满足如下数学表达式：

[0033] y＝0.00519+2.3x-27.18x2+197.27x3-835.83x4+2113.69x5-3245.37x6+2966.74x7-1484.72x8+313.09x9，

[0034] 其中，x为所述第二翼型上翼面在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为所述第二翼型上翼面在无量纲二维坐标系上的纵坐标。

[0035] 在上述实现过程中，通过上述的数学表达式确定的第二翼型上翼面的几何轮廓是一种较优的第二翼型上翼面的几何轮廓。

[0036] 进一步地，所述第二翼型下翼面的几何轮廓满足如下数学表达式：

[0037] y＝-0.0011-0.43x+7.05x2-49.56x3+201.10x4-498.41x5+761.11x6-697x7+350.39x8-74.24x9，

[0038] 其中，x为所述第二翼型下翼面在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为所述第二翼型下翼面在无量纲二维坐标系上的纵坐标。

[0039] 在上述实现过程中，通过上述的数学表达式确定的第二翼型下翼面的几何轮廓是一种较优的第二翼型下翼面的几何轮廓。

[0040] 进一步地，所述中、高雷诺数的范围为7×105～15×105。

[0041] 在上述实现过程中，中、高雷诺数的范围为此类翼型较为适用的工况，在此中、高雷诺数范围的工况下，此类翼型的升力系数和升阻比较高。

[0042] 第二方面，本申请实施例提供了一种垂直轴风轮，包括上述的垂直轴风力机叶片。

[0043] 在上述实现过程中，本申请实施例的垂直轴风轮应用了上述的垂直轴风力机叶片，垂直轴风力机叶片应用了适用于中、高雷诺数工况的垂直轴风力机叶片翼型，此类翼型
在中、高雷诺数工况下具有更高的升力系数和升阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦
长的尺寸，进而减小应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力机的载荷，使得应用该垂直轴
风轮的垂直轴风力机对风能的利用率更高，并且，在失速状态时，此类翼型的升阻比下降幅
度较为平缓，避免了垂直轴风力机在运行时垂直轴风力机叶片因气动特性的急剧变化引起
自振从而损坏垂直轴风力机叶片，提高了垂直轴风轮的使用寿命。

[0044] 第三方面，本申请实施例提供了一种垂直轴风力机，包括上述的垂直轴风轮。

[0045] 在上述实现过程中，本申请实施例的垂直轴风力机设置了上述的垂直轴风轮，垂直轴风轮应用了上述的垂直轴风力机叶片，垂直轴风力机叶片应用了适用于中、高雷诺数
工况的垂直轴风力机叶片翼型，此类翼型在中、高雷诺数工况下具有更高的升力系数和升
阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦长的尺寸，进而减小应用该垂直轴风力机叶片的
垂直轴风力机的载荷，使得垂直轴风力机对风能的利用率更高。
附图说明

[0046] 为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看
作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他相关的附图。

[0047] 图1为翼型的几何轮廓示意图；

[0048] 图2为翼型的几何参数示意图；

[0049] 图3为本申请实施例提供的第一翼型、第二翼型及标准翼型的几何轮廓对比图；

[0050] 图4为本申请实施例提供的第一翼型与标准翼型在雷诺数为7×105、攻角为0°～12.5°时的升力系数对比图；

[0051] 图5为本申请实施例提供的第一翼型与标准翼型在雷诺数为7×105、攻角为0°～12.5°时的升阻比对比图；

[0052] 图6为本申请实施例提供的第一翼型与标准翼型在雷诺数为10×105、攻角为0°～12.5°时的升力系数对比图；

[0053] 图7为本申请实施例提供的第一翼型与标准翼型在雷诺数为10×105、攻角为0°～12.5°时的升阻比对比图；

[0054] 图8为本申请实施例提供的第一翼型与标准翼型在雷诺数为15×105、攻角为0°～12.5°时的升力系数对比图；

[0055] 图9为本申请实施例提供的第一翼型与标准翼型在雷诺数为15×105、攻角为0°～12.5°时的升阻比对比图；

[0056] 图10为本申请实施例提供的第二翼型与标准翼型在雷诺数为7×105、攻角为0°～12.5°时的升力系数对比图；

[0057] 图11为本申请实施例提供的第二翼型与标准翼型在雷诺数为7×105、攻角为0°～12.5°时的升阻比对比图；

[0058] 图12为本申请实施例提供的第二翼型与标准翼型在雷诺数为10×105、攻角为0°～12.5°时的升力系数对比图；

[0059] 图13为本申请实施例提供的第二翼型与标准翼型在雷诺数为10×105、攻角为0°～12.5°时的升阻比对比图；

[0060] 图14为本申请实施例提供的第二翼型与标准翼型在雷诺数为15×105、攻角为0°～12.5°时的升力系数对比图；

[0061] 图15为本申请实施例提供的第二翼型与标准翼型在雷诺数为15×105、攻角为0°～12.5°时的升阻比对比图。

[0062] 图标：11-第一翼型；12-第二翼型；13-标准翼型；101-上翼面；102-下翼面；103-前缘；104-后缘；105-翼弦。

具体实施方式

[0063] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常
在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因
此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的
范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做
出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0064] 在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

[0065] 并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领
域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

[0066] 此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0067] 此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

[0068] 实施例一

[0069] 参见图1和图2，其中，图1为翼型的几何轮廓示意图，图2为翼型的几何参数示意图。

[0070] 本申请实施例的垂直轴风力机叶片，应用了适用于中、高雷诺数工况的垂直轴风力机叶片翼型，翼型具有上翼面101、下翼面102、前缘103及后缘104，

[0071] 翼型的最大厚度为翼型弦长的12％～13％；

[0072] 翼型的最大厚度位置与翼型前缘103的距离为翼型弦长的25％～31％；

[0073] 翼型的最大弯度为翼型弦长的5.5％～8％；

[0074] 翼型的最大弯度位置与翼型前缘103的距离为翼型弦长的35％～40％。

[0075] 翼型是垂直轴风力机叶片的剖面形状，也称叶剖面。

[0076] 翼型的上翼面101即翼型受到负压力作用的吸力面，翼型的下翼面102即翼型受到正压力作用的压力面，翼型的后缘104即翼型的后尖点，翼型的前缘103即翼型上距离后缘
104最远的点，翼型的翼弦105即连接翼型前缘103、后缘104的直线，翼型弦长即翼弦105的
长度。

[0077] 翼型的最大厚度为tm，即翼型的上翼面101与下翼面102之间的最大距离，翼型的最大厚度位置与翼型前缘103的距离为xt；翼型的最大弯度为fm，即翼型的中弧线与翼弦105
之间的最大距离，翼型的最大弯度位置与翼型前缘103的距离为xf。

[0078] 需要说明的是，图1和图2所示的翼型并非一定是本申请实施例中的翼型，其仅是用于示意本领域的翼型。

[0079] 本申请实施例的垂直轴风力机叶片，应用了适用于中、高雷诺数工况的垂直轴风力机叶片翼型，并限定了翼型的最大厚度、最大厚度位置与前缘103的距离、最大弯度及最
大弯度位置与前缘103的距离四种参数的取值范围，使得此类翼型在中、高雷诺数工况下具
有更高的升力系数和升阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦长的尺寸，进而减小应用
该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力机的载荷，使得应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力
机对风能的利用率更高，并且，在失速状态时，此类翼型的升阻比下降幅度较为平缓，避免
了垂直轴风力机在运行时垂直轴风力机叶片因气动特性的急剧变化引起自振从而损坏垂
直轴风力机叶片，提高了垂直轴风力机叶片的使用寿命。

[0080] 在本实施例中，中、高雷诺数的范围为7×105～15×105。

[0081] 此中、高雷诺数的范围为本申请实施例中的翼型较为适用的工况，在此中、高雷诺数范围的工况下，本申请实施例中的类翼型的升力系数和升阻比较高。

[0082] 参见图1至图3，其中，图3为本申请实施例提供的第一翼型11、第二翼型12及标准翼型13的几何轮廓对比图。

[0083] 具体地，本申请实施例提供两种翼型，分别为第一翼型11及第二翼型12。

[0084] 其中，本申请实施例中的第一翼型11：

[0085] 第一翼型11的最大厚度为第一翼型11弦长的12.62％；

[0086] 第一翼型11的最大厚度位置与第一翼型11前缘103的距离为第一翼型11弦长的29.4％；

[0087] 第一翼型11的最大弯度为第一翼型11弦长的6.57％；

[0088] 第一翼型11的最大弯度位置与第一翼型11前缘103的距离为第一翼型11弦长的39.2％。

[0089] 在上述参数设置下的第一翼型11在中、高雷诺数工况下具有更优的升力系数和升阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦长的尺寸，进而减小应用该垂直轴风力机叶片的
垂直轴风力机的载荷，使得应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力机对风能的利用率更
优。

[0090] 在本实施例中，第一翼型11上翼面101的几何轮廓满足如下数学表达式：

[0091] y＝0.00499+2.20x-26.22x2+190.28x3-804.59x4+2034.52x5-3129.47x6+7 8 9
2868.997x-1440.47x+304.73x，

[0092] 其中，x为第一翼型11上翼面101在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为第一翼型11上翼面101在无量纲二维坐标系上的纵坐标；

[0093] 第一翼型11下翼面102的几何轮廓满足如下数学表达式：

[0094] y＝-9.4-0.44x+6.68x2-46.63x3+189.12x4-468.23x5+713.53x6-651.66x7+326.63x8-69x9，

[0095] 其中，x为第一翼型11下翼面102在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为第一翼型11下翼面102在无量纲二维坐标系上的纵坐标。

[0096] 在无量纲二维坐标系中，x/c是指翼型的横坐标与弦长的比值，y/c是指翼型的纵坐标与弦长的比值，弦长设为单位1。

[0097] 本申请实施例中的第一翼型11的上翼面101、下翼面102在无量纲二维坐标系上的参数可参见下表：

[0098]

[0099]

[0100] 经过试验，通过上述的两个数学表达式确定的第一翼型11上翼面101、下翼面102的几何轮廓，能提高第一翼型11在中、高雷诺数工况下的升力系数和升阻比。

[0101] 详细地，结合图4至图9，图4至图9为本申请实施例提供的第一翼型11与标准翼型13在不同雷诺数工况、攻角为0°～12.5°时的升力系数、升阻比对比图。

[0102] 如图4所示，在雷诺数为7×105时，本申请实施例中的第一翼型11在12.5°攻角时升力系数达到最大值1.75，与标准翼型13相比提升了18.2％；

[0103] 如图5所示，在雷诺数为7×105时，本申请实施例中的第一翼型11在5°攻角时升阻比达到最大值122.87，与标准翼型13相比提高了4.4％；

[0104] 如图6所示，在雷诺数为10×105时，本申请实施例中的第一翼型11在12.5°攻角时升力系数达到最大值1.76，与标准翼型13相比提升了16.6％；

[0105] 如图7所示，在雷诺数为10×105时，本申请实施例中的第一翼型11在6°攻角时升阻比达到最大值139.41，与标准翼型13相比提高了7.04％；

[0106] 如图8所示，在雷诺数为15×105时，本申请实施例中的第一翼型11在12.5°攻角时升力系数达到最大值1.77，与标准翼型13相比提升了13.5％；

[0107] 如图9所示，在雷诺数为15×105时，本申请实施例中的第一翼型11在6°攻角时升阻比达到最大值156.8，与标准翼型13相比提高了10.4％。

[0108] 可见，本申请实施例中的第一翼型11在雷诺数为7×105～15×105的工况下具有更高的升力系数和升阻比。

[0109] 本申请实施例中的第二翼型12：

[0110] 第二翼型12的最大厚度为第二翼型12弦长的12.62％；

[0111] 第二翼型12的最大厚度位置与第二翼型12前缘103的距离为第二翼型12弦长的26.7％；

[0112] 第二翼型12的最大弯度为第二翼型12弦长的7.16％；

[0113] 第二翼型12的最大弯度位置与第二翼型12前缘103的距离为第二翼型12弦长的35.7％。

[0114] 在上述参数设置下的第二翼型12在中、高雷诺数工况下具有更优的升力系数和升阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦长的尺寸，进而减小应用该垂直轴风力机叶片的
垂直轴风力机的载荷，使得应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力机对风能的利用率更
优。

[0115] 在本实施例中，第二翼型12上翼面101的几何轮廓满足如下数学表达式：

[0116] y＝0.00519+2.3x-27.18x2+197.27x3-835.83x4+2113.69x5-3245.37x6+2966.74x7-1484.72x8+313.09x9，

[0117] 其中，x为第二翼型12上翼面101在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为第二翼型12上翼面101在无量纲二维坐标系上的纵坐标；

[0118] 第二翼型12下翼面102的几何轮廓满足如下数学表达式：

[0119] y＝-0.0011-0.43x+7.05x2-49.56x3+201.10x4-498.41x5+761.11x6-697x7+350.39x8-74.24x9，

[0120] 其中，x为第二翼型12下翼面102在无量纲二维坐标系上的横坐标，y为第二翼型12下翼面102在无量纲二维坐标系上的纵坐标。

[0121] 本申请实施例中的第二翼型12的上翼面101、下翼面102在无量纲二维坐标系上的参数可参见下表：

[0122]

[0123]

[0124] 经过试验，通过上述的两个数学表达式确定的第二翼型12上翼面101、下翼面102的几何轮廓，能提高第一翼型11在中、高雷诺数工况下的升力系数和升阻比。

[0125] 详细地，结合图10至图15，图10至图15为本申请实施例提供的第二翼型12与标准翼型13在不同雷诺数工况、攻角为0°～12.5°时的升力系数、升阻比对比图。

[0126] 如图10所示，在雷诺数为7×105时，本申请实施例中的第二翼型12在12.5°攻角时升力系数达到最大值1.86，与标准翼型13相比提升了25.7％；

[0127] 如图11所示，在雷诺数为7×105时，本申请实施例中的第二翼型12在6.5°攻角时升阻比达到最大值123.16，与标准翼型13相比提高了4.6％；

[0128] 如图12所示，在雷诺数为10×105时，本申请实施例中的第二翼型12在12.5°攻角时升力系数达到最大值1.88，与标准翼型13相比提升了24.5％；

[0129] 如图13所示，在雷诺数为10×105时，本申请实施例中的第二翼型12在5°攻角时升阻比达到最大值139.32，与标准翼型13相比提高了7％；

[0130] 如图14所示，在雷诺数为15×105时，本申请实施例中的第二翼型12在12.5°攻角时升力系数达到最大值1.88，与标准翼型13相比提升了20.5％；

[0131] 如图15所示，在雷诺数为15×105时，本申请实施例中的第二翼型12在6°攻角时升阻比达到最大值157.61，与标准翼型13相比提高了11.78％。

[0132] 可见，本申请实施例中的第二翼型12在雷诺数为7×105～15×105的工况下具有更高的升力系数和升阻比。

[0133] 实施例二

[0134] 本申请实施例的垂直轴风轮，包括实施例一的垂直轴风力机叶片。

[0135] 本申请实施例中的垂直轴风力机叶片的内容可参照上述实施例一的具体内容，在此，不再进行赘述。

[0136] 本申请实施例的垂直轴风轮，应用了实施例一的垂直轴风力机叶片，垂直轴风力机叶片应用了适用于中、高雷诺数工况的垂直轴风力机叶片翼型，此类翼型在中、高雷诺数
工况下具有更高的升力系数和升阻比，从而可以减小垂直轴风力机叶片弦长的尺寸，进而
减小应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力机的载荷，使得应用该垂直轴风轮的垂直轴风
力机对风能的利用率更高，并且，在失速状态时，此类翼型的升阻比下降幅度较为平缓，避
免了垂直轴风力机在运行时垂直轴风力机叶片因气动特性的急剧变化引起自振从而损坏
垂直轴风力机叶片，提高了垂直轴风轮的使用寿命。

[0137] 实施例三

[0138] 本申请实施例的垂直轴风力机，包括实施例二的垂直轴风轮。

[0139] 本申请实施例中的垂直轴风轮的内容可参照上述实施例二的具体内容，在此，不再进行赘述。

[0140] 本申请实施例的垂直轴风力机，应用了实施例二的垂直轴风轮，垂直轴风轮应用了实施例一的垂直轴风力机叶片，垂直轴风力机叶片应用了适用于中、高雷诺数工况的垂
直轴风力机叶片翼型，此类翼型在中、高雷诺数工况下具有更高的升力系数和升阻比，从而
可以减小垂直轴风力机叶片弦长的尺寸，进而减小应用该垂直轴风力机叶片的垂直轴风力
机的载荷，使得垂直轴风力机对风能的利用率更高。

[0141] 在上述所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本申请实施例不再多加赘述。

[0142] 应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意
适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的
实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

[0143] 在本申请的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的
实施过程构成任何限定。

[0144] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应与权利要求的保护范围为准。

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