聚能—遮蔽型垂直轴风力机的性能研究的开题报告.docx

聚能—遮蔽型垂直轴风力机的性能研究的开题报告 一、研究背景及意义 随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种成熟的清洁能源技术，得到了广泛关注和采用。然而，传统的水平轴风力机仍然存在一些缺点，如齿轮箱易损坏，造价高昂，需要较大的空间等。为此，越来越多的研究者开始探索垂直轴风力机技术，在风力发电领域应用上有很大的应用前景。 垂直轴风力机与水平轴风力机相比，有着更加灵活的设计和组合方式，能够满足不同场地和环境的需求。其中，遮蔽型垂直轴风力机具有空间占用少、噪音小和与其他建筑物不会发生相互影响等优点。本文主要通过对遮蔽型垂直轴风力机的性能研究，分析其中的工作原理和关键技术，旨在提高其发电效率，同时推动风力发电技术的创新和发展。 二、研究内容 本文研究的遮蔽型垂直轴风力机基于三叶片双转子设计，其中以两个扇形盘片为主叶轮，由于叶轮之间的间隔，大量的空气能够贯穿整个风力机，从而增加了功率输出。研究内容如下： 1. 利用计算流体力学（CFD）对遮蔽型垂直轴风力机进行仿真模拟，探究不同风速、叶轮角度、转速和叶片数量等因素对风力机性能的影响，寻求最优工作状态。 2. 测试不同材料制作的叶片对风力机整体性能的影响，对遮蔽型垂直轴风力机的叶片设计进行优化。 3. 基于MATLAB编写遮蔽型垂直轴风力机控制程序，实现对输出功率、风向、转速和制动等参数的控制。 4. 通过实验室测试和野外试验，验证遮蔽型垂直轴风力机的性能和可靠性，并探究其实际应用场景。 三、研究方法 1. 利用SolidWorks等三维建模软件对遮蔽型垂直轴风力机进行模型设计和流场模拟，验证仿真模拟结果和理论计算结果的一致性。 2. 采用实验分析方法，搭建风洞装置对遮蔽型垂直轴风力机进行性能测试，以验证负载特性、启动性能和输出功率等参数。 3. 利用MATLAB编写控制程序，实现对风力机的控制，探究不同控制策略对遮蔽型垂直轴风力机性能的影响。 四、预期成果 研究将深入探究遮蔽型垂直轴风力机的工作原理和性能特点，寻求最优的风力机设计方案，提高遮蔽型垂直轴风力机的发电效率和可靠性。预期成果如下： 1. 对遮蔽型垂直轴风力机的性能和工作特点进行全面研究分析，探究关键技术和优化方案。 2. 完成风洞实验和实际场地试验，验证遮蔽型垂直轴风力机的性能表现。 3. 基于MATLAB编写遮蔽型垂直轴风力机控制程序，并对性能进行数据分析和模型优化。 4. 发表学术论文2-3篇，申请专利1-2项，并在实际应用中推广遮蔽型垂直轴风力机的技术应用。 五、进度计划 第一年 1. 构建遮蔽型垂直轴风力机的三维模型，并利用CFD对流场进行模拟分析，验证仿真结果。 2. 通过实验室测试，验证遮蔽型垂直轴风力机启动性能及输出功率。 第二年 1. 基于MATLAB编写遮蔽型垂直轴风力机控制程序，实现对输出功率、风向、转速和制动等参数的控制，进行数据采集和分析。 2. 测试不同材料制作的叶片对风力机整体性能的影响，对遮蔽型垂直轴风力机的叶片设计进行优化。 第三年 1. 完成野外试验，并对性能进行分析和优化。 2. 发表学术论文2-3篇，申请专利1-2项。 注：以上进度仅供参考，具体进展视实际情况而定。