风力机叶片翼型表面结冰粘结强度分析与试验研究的开题报告.docx

风力机叶片翼型表面结冰粘结强度分析与试验研究的开题报告
一、选题背景和意义
随着风力发电的广泛推广和应用，风力机的可靠性、稳定性和安全性问题逐渐受到人们的关注。在极端气候条件下，风力机叶片的表面容易结冰，导致风力机转速下降、功率输出减小，甚至会造成叶片损坏和风力机倒塌等安全事故。因此，研究风力机叶片翼型表面结冰粘结强度，探索其与风力机性能之间的关系，对保障风力机安全运行、提高风力机可靠性和稳定性具有重要意义。
二、选题目标和研究内容
本课题旨在通过理论分析和试验研究，探索不同环境条件下风力机叶片翼型表面结冰粘结强度的变化规律和影响因素。主要研究内容包括：
1.风力机叶片翼型表面结冰机理和影响因素的分析研究
2.叶片表面结冰对风力机性能的影响与评价方法的研究
3.风力机叶片翼型表面结冰粘结强度试验装置及方法设计
4.风力机叶片翼型表面结冰粘结强度试验研究与分析
5.基于试验数据的风力机叶片翼型表面结冰粘结强度数值模拟分析
三、研究方案和方法
1.理论分析
针对风力机叶片表面结冰机理和影响因素，分析结冰与不结冰状态下风力机叶片表面气动特性变化规律和影响因素，建立叶片表面结冰数学模型。
2.试验研究
设计试验装置，模拟不同环境条件下风力机叶片表面结冰情况，通过拉力试验和剥离试验等方法，测量不同结冰状态下叶片表面结冰粘结强度，并分析其变化规律和影响因素。
3.数值模拟
基于试验数据和数学模型，采用数值模拟方法，模拟风力机叶片表面结冰情况下的风场流动特性和叶片表面粘结强度分布情况，探索不同结冰状态下风力机性能的变化规律。
四、预期成果
本研究的预期成果包括：
1.风力机叶片表面结冰机理与影响因素的分析研究
2.风力机叶片表面结冰状态下的气动特性变化规律分析
3.风力机叶片翼型表面结冰粘结强度试验装置及方法设计
4.风力机叶片翼型表面结冰粘结强度试验研究与分析
5.基于试验数据的风力机叶片翼型表面结冰粘结强度数值模拟分析
五、预计时间和经费
1.时间：3年
2.经费：20万
六、参考文献
1.张宇,李新海,徐海洋.基于复合材料风力机叶片表面结冰研究[J].航天器环境工程,2012,29(2):87-91.
2.ZhangR,SunG,LiuY,etal.ExperimentalStudyonIcingCharacteristicsofWindTurbineBlades[J].AppliedSciences,2017,7(5):501.
3.谭立忠,曾文哲,唐运祺,等.风力机结冰对叶片空气动力学特性的影响研究[J].北京航空航天大学学报,2017,43(10):2166-2173.
4.李建东,周夕荷.风力机叶片结冰特性实验研究[J].大气科学学报,2013,36(2):202-211.
5.王海涛,杨勇,钱屹新,等.风力机叶片结冰多物理场仿真[J].机械设计与制造,2016,5:198-201.