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風(fēng)電葉片設(shè)計(jì)與仿生學(xué)

2015-11-20 來(lái)源:明陽(yáng)風(fēng)電風(fēng)能研究院 瀏覽數(shù):1350

仿生設(shè)計(jì)是通過(guò)研究自然界事物的優(yōu)異功能、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、色彩等特征,尋求與新事物的內(nèi)在聯(lián)系,并有選擇性的為我、為設(shè)計(jì)所用的一種思維和設(shè)計(jì)方法。

  仿生設(shè)計(jì)是通過(guò)研究自然界事物的優(yōu)異功能、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、色彩等特征,尋求與新事物的內(nèi)在聯(lián)系,并有選擇性的為我、為設(shè)計(jì)所用的一種思維和設(shè)計(jì)方法。
  1葉片外形設(shè)計(jì)中的仿生——鳥(niǎo)翅
  葉片的外形前緣最厚,越往后緣越薄,從葉根到葉尖也逐漸變薄,上風(fēng)向風(fēng)機(jī)葉片的葉尖部分有預(yù)彎,所有這些特征與鳥(niǎo)類的翅膀完全一樣。
  風(fēng)吹過(guò)葉片表面時(shí),氣流被分成上下兩層,由于翼型的形狀呈厚薄不均狀,葉片上表面路程較長(zhǎng),下表面路程較短,根據(jù)伯努利原理:在同一個(gè)流體系統(tǒng)中(如氣流和水流),流速越快,流體產(chǎn)生的壓力越小,則上層的空氣流速快,下層的流速慢,葉片受到向上的力比向下的力要大,壓力差表現(xiàn)為升力。于是鳥(niǎo)兒就飛起來(lái)了,而風(fēng)機(jī)葉片由于葉根固定在輪轂上,不斷的升力使得它轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。
  飛機(jī)的機(jī)翼設(shè)計(jì)也是基于同樣的原理。
  2葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的仿生——樹(shù)葉
  葉片的主梁仿生了樹(shù)葉的主脈結(jié)構(gòu),可以最小的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)最大的強(qiáng)度和剛度。

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