三、葉素理論

葉素理論最早由Drezwiwcki在19世紀末提出，是風輪空氣動力學研究中被廣泛采用的又一經典理論。

葉素理論把葉片視作由若干個葉素構成。假設葉素的氣動載荷（圖1-18）是準二維的，即每個葉素類似于一個二維翼型來產生氣動作用（各葉素間的氣流流動相互不干擾），于是，對葉素氣動載荷的計算便等同于二維翼型氣動載荷的計算。沿葉片徑向積分，就可以得到整個葉片進而整個風輪的氣動特性。

雖然葉素理論對葉片做了準二維假設，但是通過對葉素迎角的修正，葉素理論仍然把旋翼的非均勻誘導入流的三維效應考慮了進去。換言之，旋翼誘導速度不再假定是均勻分布的，因此能更真實地反映誘導速度沿半徑和方位角的變化。

合速度下，葉素的升力和阻力分別為：

式中，翼型的升力系數C_t、阻力系數C_d取決于葉素的迎角。

葉素的垂向力和切向力分別為：

因此，對于葉片數為N_b的風輪系統，其拉力、扭矩和功率分別為：