该研究提出一种气体动力学结构设计的方法论，并考虑了小型风力涡轮机叶片的启动情况。为设计一种快速启动刀片，该研究将启动时间与一定目标函数下的输出功率相结合，并将叶片许用应力考虑为约束条件。通过采用单一叶片动量理论计算涡轮机输出功率与启动时间并通过简支梁理论计算叶片相应应力与扭矩。采用遗传算法来解决多种条件限制下的目标函数，寻求满足启动时间短，输出功率高同时压力限制条件相应满足的最佳叶片。采用中空横截面模型进行结构分析，设计变量包括弦，叶片扭矩以及壳壁厚度。
结果表明，中空叶片通过增加叶片惯性低速启动，其所得应力将不超过许用应力。通过在目标函数中增加启动时间的影响，叶片的外部与内部形状均将有利于启动，并且相比于实心叶片空心叶片更为有效。
