Asmeņa aerodinamiskais dizains galvenokārt ir formas optimizācijas dizains, kas ir izšķirošs solis asmens dizainā. Lāpstiņu spārnu konstrukcijas priekšrocības un trūkumi formas optimizācijas dizainā tieši nosaka vēja turbīnas enerģijas ražošanas efektivitāti. Vēja turbīnas darbības apstākļos plūstošā Reinoldsa skaitlis ir salīdzinoši zems. Asmeņi parasti darbojas ar mazu ātrumu un augstu pacelšanas koeficientu. Plūsmas traucējumi rada plūsmas traucējumus starp asmeņiem. ļoti sarežģīti. Ņemot vērā asmeņa formas sarežģīto plūsmas stāvokli un asmeņu profila sadalījumu dažādos virzienos, asmeņa profila dizains kļūst ļoti svarīgs.
Pašlaik lāpstiņu profila projektēšanas tehnoloģija parasti izmanto modernu lidmašīnas spārnu aerodinamikas projektēšanas metodi aviācijā, lai izstrādātu asmens profila formu. Uzlabotā CFD tehnoloģija ir plaši izmantota dažādu veidu aerodinamisko formu projektēšanā. Ventilatora darbības apstākļos ar zemu Reinoldsa skaitli un augstu pacelšanas koeficientu ir jāanalizē asmens profila plūsmas lauks, izmantojot NS vadības vienādojumu, ņemot vērā viskozitāti.
Pēdējo 10 gadu laikā vēja turbīnu lāpstiņas horizontālā ass parasti izvēlas NACA sērijas aviācijas lidaparātus, piemēram, NACA44XX, NA-CA23XX, NACA63XX un NASALS (1). Šie gaisa vāki ir ļoti jutīgi pret priekšējās malas raupjumu. Tiklīdz priekšējā mala kļūst raupja piesārņojuma dēļ, gaisa vārsta veiktspēja ievērojami samazināsies, un gada izejas jaudas zudums var sasniegt pat 30%. Atzīstot, ka aviācijas aerodinamiskie vāki nav piemēroti vēja enerģijas lāpstiņām, pēc astoņdesmito gadu vidus attīstītās vēja enerģijas valstis sāka pētīt īpašas aerodinamiskās lāpstiņas un veiksmīgi izstrādāja īpašas aerodinamiskās sērijas vēja enerģijas lāpstiņām, piemēram, ASV Seri un NREL sērijas. , un Dānija. RISO-A sērija, zviedru FFA-W sērija un holandiešu DU sērija.
Šīm caurulēm ir savas priekšrocības. Seri sērijām ir zema jutība pret gaisa slāņa virsmas raupjumu; RISO-A sērijai ir laba kritiena veiktspēja, tuvojoties stendam, un tai ir zema jutība pret priekšējās malas raupjumu; FFA-W sērijai ir laba aizmugurējās virsmas raupjums. Stall sniegums. Dānijas uzņēmums LM ir pieņēmis zviedru FFA-W aerofilu lielām vēja turbīnu lāpstiņām, un vēja turbīnām paredzētā speciālā aerodinamiskā plāksne tiks plaši izmantota vēja enerģijas lāpstiņu dizainā.
Pašlaik ir vairākas dizaina teorijas asmeņu formai, un tās visas ir izstrādātas, pamatojoties uz spārnu aerodinamikas teoriju. Pirmā formas dizaina teorija ir vienkāršota projektēšanas metode, kuras pamatā ir Batesa teorija. Šī metode pieņem, ka vēja turbīna darbojas labākajos Beitsa formulas apstākļos, neņemot vērā virpuļstrāvas zudumus utt., Un paredzētā vēja turbīnas efektivitāte nepārsniedz 40%.
Vēlāk daži slaveni aerodinamikas speciālisti izveidoja savu asmeņu aerodinamikas teoriju. Schmitz teorija uzskata, ka virpuļa zudums asmens apkārtmēra virzienā, un dizaina rezultāts ir salīdzinoši precīzs. Glauerta teorija ņem vērā virpuļplūsmu aiz vēja riteņa, bet ignorē lāpstiņu aerodinamiskās pretestības un lāpstiņu zuduma ietekmi, kas maz ietekmē lāpstiņas formu, bet vairāk ietekmē vēja turbīnas efektivitāti. Vilsons veica uzlabojumus, pamatojoties uz Gleuerta teoriju, pētīja asmeņu zudumu un pacelšanas un vilkšanas attiecības ietekmi uz asmens labāko sniegumu, kā arī pētīja vēja riteņa veiktspēju apstākļos, kas nav paredzēti projektēšanai, kas šobrīd ir vislielākais plaši izmantota dizaina teorija.