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具有三叶片Savonius风轮组合型垂直轴风力机气动特性研究的开题报告
一、研究背景
随着世界经济的不断发展，能源需求不断增加，传统化石能源的消耗也日趋严重。而风能作为一种新兴的绿色能源，逐渐受到人们的重视和关注。其中，垂直轴风力机在城市等人口密集区域广泛应用，主要优势在于不受风向影响、噪声小以及安全性高等。而组合型垂直轴风力机则是在传统垂直轴风力机的基础上进行的改进，具有更高的效率和更稳定的性能表现。
本研究将采用三叶片Savonius风轮作为组合型垂直轴风力机的转子，对其气动特性进行研究和分析。通过对其流线型、气动参数等方面的分析，探究该组合型垂直轴风力机在实际使用中的性能表现及其优化方向。
二、研究内容
本研究将对三叶片Savonius风轮组合型垂直轴风力机的气动特性进行分析，主要包括以下内容：
1.Savonius风轮的基本原理及三叶片设计方案
Savonius风轮是一种容易制造和安装的风力发电机，可以从任意方向捕获风力。在本研究中，将对其基本原理进行介绍，并提出适合本项目的三叶片设计方案。
2.风力机旋转流场的数值模拟
本研究将采用ANSYSFLUENT等数值计算软件，对风力机周围的旋转流场进行数值模拟。通过分析模拟结果，探究风力机的气动参数及其影响因素。
3.风洞实验与实测数据分析
本研究将设计风洞实验，以及在实际使用中对风力机进行实际测量。通过对实验和实测数据的分析，探究风力机在不同工况下的性能表现和优化方向。
三、研究意义
本研究的意义在于：
1.探究三叶片Savonius风轮组合型垂直轴风力机的气动特性和性能表现，为风力发电技术的研究和应用提供新的理论和实践基础。
2.对风力机的性能优化及其影响因素进行研究，提高风力机的能量利用率，为推广和普及垂直轴风力机技术奠定基础。
3.提高风力发电技术在环保、节能和减少污染方面的应用，推动可持续发展。
四、研究方法
本研究将采用理论研究、数值模拟和实验研究相结合的方法。主要包括：
1.理论研究：对Savonius风轮的基本原理进行研究和分析，提出符合本项目的三叶片设计方案。
2.数值模拟：采用ANSYSFLUENT等数值计算软件，对风力机周围的旋转流场进行数值模拟，分析其气动参数及其影响因素。
3.实验研究：设计风洞实验，以及在实际使用中对风力机进行实际测量，探究其实际性能表现及其优化方向。
五、研究计划
本研究计划分为以下步骤：
1.阅读文献，了解垂直轴风力机和Savonius风轮的基本原理及应用。
2.设计三叶片Savonius风轮组合型垂直轴风力机，确定设计方案。
3.使用ANSYS等数值计算软件，对风力机周围的旋转流场进行数值模拟。
4.设计风洞实验，对风力机进行实验研究。
5.在实际使用中对风力机进行实际测量，对实测数据进行分析。
6.分析风力机性能表现及其优化方向，撰写研究论文并进行答辩。
六、预期成果
通过本研究预计可以得出以下成果：
1.完成组合型垂直轴风力机的设计和制造，提出适合本项目的三叶片设计方案。
2.通过数值模拟和实验研究，探究风力机的气动参数及其影响因素，提高风力机的能量利用率。
3.探究风力机的性能表现及其优化方向，为垂直轴风力机技术的推广和应用提供理论和实践基础。