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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利大型风机叶片仿生叶脉结构的设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119849042B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411618236.1，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权大型风机叶片仿生叶脉结构的设计方法是由刘书毫;王伯潇;胡杨;旷衡;孙昭明;康杰;吴东垠设计研发完成，并于2024-11-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本大型风机叶片仿生叶脉结构的设计方法在说明书摘要公布了：本发明涉及风机叶片技术领域，公开了一种大型风机叶片仿生叶脉结构的设计方法，包括以下步骤：风力机叶片虚拟分区及叶脉特征参数提取、叶片各虚拟分区仿生叶脉结构设计、复合材料应用和厚度设计、性能分析及疲劳评估、优化设计和验证与测试。本发明通过虚拟分区和提取植物叶脉特征参数，实现了风机叶片结构的仿生优化设计，不仅提高了叶片的气动性能和结构性能，还显著增强了叶片的抗疲劳能力，延长了服役时间，通过复合材料的应用和厚度设计，进一步提升了叶片的整体性能。此外，该方法还通过性能分析和疲劳评估，对叶片进行了全面的优化设计，确保了叶片在复杂环境下的稳定运行，降低了安全事故的发生概率。

本发明授权大型风机叶片仿生叶脉结构的设计方法在权利要求书中公布了：1.一种大型风机叶片仿生叶脉结构的设计方法，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤： 第一步：风力机叶片虚拟分区及叶脉特征参数提取； 叶片虚拟分区：将风机叶片从叶尖至回转中心方向，沿径向均匀分为N个分区，每个分区约为总长度Lblade的1N，分区边界线沿叶片回转轨迹，确保各个分区在风载作用下的力学行为相对独立； 叶脉特征参数提取：选取具有优异力学性能和气动特性的植物叶脉，并提取叶脉网络的关键参数，具体包括：主脉直径dmain植物、支脉分支角度θbranch植物、细脉间距sfine植物和细脉直径dfine植物；这些参数用于指导仿生叶脉结构的设计； 第二步：叶片各虚拟分区仿生叶脉结构设计； 基于植物叶脉的参数，将这些参数根据叶片尺寸和性能要求进行等比放大或特定函数调整，得到适用于风机叶片的仿生叶脉参数：主脉直径dminx＝kd·dmain植物·fx，支脉分支角度θbranch＝θbranch植物，细脉间距sfine＝ks·sfine植物，细脉直径dfine＝k′d·dfine植物，其中ks和kd为等比放大系数，k′d为细脉直径的调整系数，fx为关于叶片长度x的递减函数，用于描述主脉直径沿叶片长度的变化规律； 主脉路径规划：沿叶片长度方向，设计一条连续并且平滑的主脉路径，主脉直径dmainx沿叶片长度x逐渐减小；变化关系满足其中gx为递减函数； 支脉与细脉设计：在主脉路径基础上，按照分支角度θbranch均匀布置支脉，支脉数量nbranchi在每个分区内为常数，其中i为分区编号；细脉以支脉为起点，按照细脉间距sfine和细脉直径dfine的规则，形成网状分布，覆盖整个叶片区域； 步骤三：复合材料应用和厚度设计； 复合材料选择：选用抗拉强度为σt和弹性模量为E的复合材料作为叶片主体材料； 铺层设计：根据仿生叶脉结构，设计复合材料的铺层顺序以及厚度分布，叶片主体部分采用交替铺层，每层厚度为tlayer，总层数nlayer根据叶片长度和所需强度计算确定； 步骤四：性能分析及疲劳评估； 气动性能分析：利用CFD软件，模拟风速vwind下仿生叶片的气动性能，计算升力系数CL、阻力系数CD以及风能转换效率ηwind； 结构性能分析：采用有限元分析方法，对仿生叶片进行静力学分析，评估仿生叶片在极限载荷下的应力分布和变形情况； 疲劳分析：基于叶片的服役环境以及载荷谱，利用疲劳分析软件预测仿生叶片的疲劳寿命Nf； 步骤五：优化设计； 参数优化：根据性能分析及疲劳评估，对仿生叶脉结构的参数进行优化调整，进一步提升叶片的气动性能和结构性能； 复合材料优化：根据结构优化结果，调整复合材料的铺层顺序及厚度分布，以匹配优化后的叶脉结构，实现叶片整体性能的最佳化； 步骤六：验证与测试： 制造原型：根据优化后的设计，制造叶片的原型； 实验验证：对原型叶片进行实验验证，包括气动性能测试、结构性能测试和疲劳寿命测试； 结果分析：根据实验结果分析优化设计的有效性进行进一步的调整和优化。

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