העיצוב האווירודינמי של הלהב הוא בעיקר עיצוב אופטימיזציית הצורה, המהווה צעד מכריע בעיצוב הלהב. היתרונות והחסרונות של עיצוב חיל האוויר הלהב בעיצוב אופטימיזציית הצורה קובעים ישירות את יעילות ייצור החשמל של טורבינת הרוח. בתנאי ההפעלה של טורבינת הרוח, מספר ריינולדס הזורם נמוך יחסית. הלהבים פועלים בדרך כלל במהירות נמוכה ובמקדם הרמה גבוהה. הפרעת הזרימה בין הלהבים גורמת לזרימה. מאוד מסובך. לאור מצב הזרימה המורכב של צורת הלהב והפצת פרופיל הלהב בכיוונים שונים, העיצוב של פרופיל הלהב הופך להיות חשוב מאוד.
כיום, טכנולוגיית העיצוב של פרופיל להב מאמצת בדרך כלל שיטת תכנון מתקדמת של כנף מטוס בתעופה לעיצוב צורת פרופיל הלהב. טכנולוגיית CFD מתקדמת נמצאת בשימוש נרחב בעיצוב סוגים שונים של צורות אווירודינמיות. עבור תנאי הפעלה מאוורר תחת מספר ריינולדס נמוך ומקדם הרמה גבוהה, יש צורך לנתח את שדה הזרימה של פרופיל הלהב באמצעות משוואת בקרת N-S בהתחשב בצמיגות.
בעשר השנים האחרונות, מטוס האוויר של להב טורבינת הרוח הציר האופקי בוחר בדרך כלל את מטוסי האוויר של סדרת NACA, כגון NACA44XX, NA-CA23XX, NACA63XX ו- NASALS(1). חילות האוויר האלה רגישים מאוד לחספוס של הקצה המוביל. ברגע שהקצה המוביל הופך מחוספס עקב זיהום, ביצועי חיל האוויר יופחתו מאוד, ואובדן כוח התפוקה השנתי יכול להגיע עד 30%. לאחר ההכרה כי חילות אוויר תעופה אינם מתאימים להבי אנרגיית רוח, לאחר אמצע שנות השמונים, מדינות מפותחות באנרגיית רוח החלו לחקור מזון אוויר מיוחד להבים ופיתחו בהצלחה סדרת ניירות ים מיוחדת להבי אנרגיית רוח, כגון סדרת סרי ו- NREL האמריקאית, ודנמרק. סדרת RISO-A, סדרת FFA-W שבדית וסדרות DU הולנדיות.
לחילפולי האוויר האלה יש יתרונות משלהם. לסדרות סרי יש רגישות נמוכה לחספוס פני השטח של חיל האוויר; לסדרת RISO-A יש ביצועי דוכן טובים בעת התקרבות לדוכן ויש להם רגישות נמוכה לחספוס קצה מוביל; לסדרות FFA-W יש חספוס משטח אחורי טוב. ביצועי דוכן. חברת LM הדנית אימצה את חיל האוויר השבדי FFA-W להבי טורבינות רוח גדולים, וחיל האוויר המיוחד לטורבינות רוח יהיה בשימוש נרחב בעיצוב להבי אנרגיית רוח.
נכון לעכשיו, ישנן מספר תיאוריות עיצוב לצורת להב, אשר כולם מפותחים על בסיס תיאוריה אווירודינמית כנף. תיאוריית עיצוב הצורה הראשונה היא שיטת עיצוב פשוטה המבוססת על תיאוריית בייטס. שיטה זו מניחה כי טורבינת הרוח פועלת בתנאים הטובים ביותר של נוסחת בייטס, מבלי לשקול אובדן נוכחי של אדי וכו ', ויעילות טורבינת הרוח המתוכננת אינה עולה על 40%.
מאוחר יותר, כמה אווירודינמיקאים מפורסמים הקימו תיאוריית להב אווירודינמית משלהם. תיאוריית שמיץ רואה באובדן המערבולת בכיוון ההיקפי של הלהב, ותוצאת העיצוב מדויקת יחסית. תיאוריית גלאורט מתייחסת לזרימת המערבולת מאחורי גלגל הרוח, אך מתעלמת מהשפעת התנגדות הטיסה של הלהב ואובדן הלהב, שיש לה השפעה קטנה על צורת הלהב, אך יש לה השפעה גדולה יותר על היעילות של טורבינת הרוח. וילסון ביצע שיפורים על בסיס תיאוריית גלאוארט, חקר את ההשפעה של אובדן להב ויחס הרמה-גרירה על הביצועים הטובים ביותר של הלהב, וחקר את הביצועים של גלגל הרוח בתנאים שאינם עיצוביים, שהיא כיום תיאוריית העיצוב הנפוצה ביותר.
