風力發電葉片效能模擬器（模擬葉片彎曲弧度、安裝角與數量）

風力發電探究模擬室 (等厚度薄板實驗版)
3D 視角操作指南
  • 左鍵拖曳旋轉觀察視角
  • 滑鼠滾輪縮放畫面大小
  • 💡
    強烈建議：暫停後轉至「側面」，觀察迎風姿勢。

進階變因控制面板

15°
5%
3 片
6 m/s
系統初始化中...
即時發電功率 (Power)
0.0 W
理論轉子轉速 (RPM)
0 rpm

探究名詞與公式小百科

Q1: 彎曲弧度的百分比是如何計算出來的？ 這是空氣動力學中「最大彎度 (Camber)」的標準定義。公式計算方式是將「葉片最凸出的深度」除以「葉片總寬度（弦長）」的百分比。

👉 舉例說明：如果您用塑膠板剪了一片寬度為 10 公分的葉片，若彎曲弧度設定為 10%，代表這片葉片彎曲後最深的地方，距離兩端點連線有 1 公分的落差。程式中我們採用了標準的拋物線公式來繪製這個曲面。
Q2: 什麼是「理論轉子轉速」？ 這是指在排除發電機內部負載與機械齒輪摩擦力的情況下，純粹依照「空氣動力學」計算出該葉片在該風速下，所能達到的最高空轉轉速極限。

👉 科學探究亮點：程式透過計算「升力(推動力)」與「阻力(空氣摩擦)」來得出轉速。您可以實驗看看，當葉片增加到 6 片時，因為空氣阻力倍增且產生嚴重的尾流干擾，理論極限轉速反而會比 3 片時還要慢！
Q3: 葉片凹凸面，究竟哪一面要迎向風？ 正確的設計是：平坦或微凹的一側朝向風（迎風面），凸出的一側背對風（背風面）。
👉 科學原理：風撞擊迎風面（壓力面）氣流較慢，產生較高壓力；而流過背風處凸面（吸力面）的氣流因為要繞遠路而被迫加速，根據白努利定律，流速快則壓力小，產生低氣壓。這兩面的壓力差會形成「升力」，將葉片往前吸並帶動風機旋轉。