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垂直轴风力机气动性能分析与优化设计的开题报告
开题报告：
题目：垂直轴风力机气动性能分析与优化设计
一、选题背景
随着环保意识的不断提高，风能作为一种清洁的可再生能源被越来越广泛地运用。而轴流式水平轴风力机是目前应用较广泛的一种风力发电设备，但是其存在着叶片噪声大、装置体积大、可靠性低等缺点。垂直轴风力机由于其结构独特，有较大的潜力可挖掘。因此，研究垂直轴风力机的气动性能，优化设计，能够提高其发电效率和经济性。本题旨在通过分析垂直轴风力机的气动性能，探究其优化设计的方案。
二、研究目的
本题的研究目的是通过对垂直轴风力机的气动性能进行分析，找出影响其发电效率的因素，并在此基础上进行优化设计，提高垂直轴风力机的发电效率和经济性。
三、研究内容
1、对垂直轴风力机的气动性能进行分析，包括垂直轴风力机的流场分析、气动力学分析等。
2、通过建立数值计算模型，对垂直轴风力机的气动性能进行模拟，并进行数值分析。
3、遵循设计原则，提出一些优化方案，如改变叶片数量、形状和角度等，对垂直轴风力机的气动性能进行优化设计。
4、使用计算机模拟对优化设计结果进行分析，验证其可行性，并进行经济性评估。
四、研究方法
1、文献查阅法：通过查阅相关文献，收集整理与本题相关的资料信息，明确研究方向。
2、数值计算法：采用计算流体力学（CFD）分析方法，通过建立数值模型模拟垂直轴风力机的气动性能。
3、优化设计法：针对垂直轴风力机存在的问题，提出气动性能优化的方案，使用计算机模拟对优化设计结果进行分析和评估。
五、研究意义和应用价值
本文的研究对于垂直轴风力机的优化设计和风力发电技术的发展具有重要的意义和应用价值。
1、理论意义：对于垂直轴风力机的气动性能进行分析，对于风力发电技术的发展具有一定的理论价值。
2、实践意义：垂直轴风力机的开发和应用是风力发电技术领域的一个重要方向。通过本文的研究，可以提高垂直轴风力机的发电效率和经济性，促进风力发电技术的发展。
六、研究进度安排
2021年11月-2022年1月：继续进行文献调查和资料收集工作，研究垂直轴风力机的结构、原理和气动性能等。
2022年2月-2022年4月：通过建立数值模型，对垂直轴风力机的气动性能进行分析和模拟，提出优化方案。
2022年5月-2022年8月：针对垂直轴风力机的气动性能进行优化设计，并使用计算机模拟对优化设计结果进行分析和评估。
2022年9月-2022年10月：进行实验验证和数据分析，撰写论文并进行答辩。
七、预期成果
1、垂直轴风力机气动性能的分析和探讨，包括叶片的流场分析、气动力学原理等相关结论和数据。
2、优化方案，包括对叶片数量、形状和角度等方面的优化建议。
3、计算机模拟的结果，包括优化设计方案的验证和经济性评估。
4、在本题的研究结果的基础上，可以为垂直轴风力机的优化设计和风力发电技术的发展提供一些参考。