一种前倾多翼风机的设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，开发利用可再生能源成为必然选择。

风能作为一种清洁、可再生能源，近年来得到迅速发展。

其中，小型风力发电机由于具有结构简单、安装维护方便、成本低廉等优点，在分布式能源供应、偏远地区供电等方面展现出巨大潜力。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，针对前倾多翼风机的研究逐渐增多，国内外学者在叶片气动设计、结构优化、控制策略等方面取得了一系列成果。

1. 国内研究现状

国内学者在小型前倾多翼风机方面开展了相关研究。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将针对前倾多翼风机的设计展开深入研究，主要内容包括以下几个方面：
1.前倾多翼风机气动设计:采用理论分析和数值模拟相结合的方法，设计前倾多翼风机的叶片气动外形，包括翼型选择、弦长分布、扭角分布等参数的确定，以实现风能捕获效率最大化。

2.前倾多翼风机结构设计:根据气动设计结果，设计前倾多翼风机的结构参数，包括叶片数目、轮毂结构、传动系统、支撑结构等，并对关键部件进行强度分析，以保证风机运行的稳定性和可靠性。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对前倾多翼风机进行设计和性能分析。

首先，进行理论分析，确定前倾多翼风机的设计参数范围，包括叶片数目、倾斜角度、翼型、弦长分布、扭角分布等。

然后，利用计算流体力学(cfd)软件建立前倾多翼风机的三维模型，并进行数值模拟，分析不同设计参数对风机气动性能的影响，优化设计参数，得到最佳设计方案。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.提出了一种基于多目标优化算法的前倾多翼风机叶片气动外形设计方法，在提高风能捕获效率的同时，降低风机的阻力和噪音。

2.设计了一种新型的轮毂结构，能够有效降低风机运行过程中的振动和噪音，提高风机的运行稳定性和可靠性。

3.搭建了前倾多翼风机实验平台，对设计样机进行了风洞实验，验证了数值模拟结果的准确性，并对设计方案进行了优化改进，为前倾多翼风机的实际应用提供了技术支持。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 乔瑜,王同光,宋文萍,等.基于遗传算法的垂直轴风力机叶片翼型优化设计[j].太阳能学报,2018,39(11):3261-3268.

[2] 孙朋朋,王丽英,王洋,等.小型水平轴风力机叶片翼型气动性能分析[j].排灌机械工程学报,2019,37(06):565-571.

[3] 王洪涛,刘庆,李强,等.基于遗传算法的s809翼型气动优化设计[j].空气动力学学报,2020,38(01):83-92.