垂直軸風(fēng)力機(jī)錐齒輪式變槳距結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究的開題報(bào)告

垂直軸風(fēng)力機(jī)錐齒輪式變槳距結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究的開題報(bào)告一、研究背景及意義隨著可再生能源的需求不斷增加以及燃料價(jià)格的波動(dòng)，風(fēng)力發(fā)電逐漸成為一種重要的替代能源。而垂直軸風(fēng)力機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可適應(yīng)復(fù)雜的氣流環(huán)境，在城市和海島等貧瘠地區(qū)具有廣泛的應(yīng)用前景。變槳距技術(shù)是提高風(fēng)力機(jī)性能的一種有效途徑，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片角度進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同風(fēng)速和氣流。目前普遍采用的槳距調(diào)整方式為電動(dòng)、液壓等機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式，但這些方式存在成本高、重量大、易損壞等缺點(diǎn)。因此，研究開發(fā)一種輕量化、低成本的變槳距結(jié)構(gòu)具有重要意義。本文著重研究垂直軸風(fēng)力機(jī)錐齒輪式變槳距結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用。二、研究?jī)?nèi)容和方法本文將圍繞垂直軸風(fēng)力機(jī)錐齒輪式變槳距結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)展開研究。具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.對(duì)錐齒輪式變槳距結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)輕量化和低成本。2.利用MATLAB等數(shù)值仿真工具，對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬計(jì)算，進(jìn)行葉片角度調(diào)整、荷載承載能力等方面的分析。3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，測(cè)試錐齒輪變槳距結(jié)構(gòu)的性能表現(xiàn)，其性能表現(xiàn)包括但不限于功率輸出、抗風(fēng)性能等指標(biāo)。4.對(duì)比分析錐齒輪變槳距結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，展望其發(fā)展應(yīng)用前景。三、預(yù)期成果和創(chuàng)新點(diǎn)本文的研究預(yù)期成果包括：1.優(yōu)化設(shè)計(jì)適用于垂直軸風(fēng)力機(jī)的輕量化、低成本的錐齒輪式變槳距結(jié)構(gòu)。2.數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果，可以提高錐齒輪變槳距結(jié)構(gòu)的性能表現(xiàn)和工作效率，進(jìn)一步推動(dòng)其應(yīng)用。3.對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)錐齒輪變槳距結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式具有更好的性價(jià)比，可以在未來的垂直軸風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)中占據(jù)更重要的位置。本文的創(chuàng)新點(diǎn)包括：1.針對(duì)垂直軸風(fēng)力機(jī)，采用錐齒輪式變槳距結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)輕量化和低成本。2.利用MATLAB等計(jì)算工具進(jìn)行數(shù)值仿真，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和氣流特性之間的適配性。3.結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，深入了解錐齒輪變槳距結(jié)構(gòu)的性能表現(xiàn)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供可靠數(shù)據(jù)支持。四、研究進(jìn)展和時(shí)間安排本研究目前處于框架設(shè)計(jì)及文獻(xiàn)調(diào)研階段，大致進(jìn)展如下：1.已經(jīng)對(duì)垂直軸風(fēng)力機(jī)的原理、設(shè)計(jì)、構(gòu)造并進(jìn)行了深入的研究，了解了其變槳距原理以及不同變槳距方式。2.已經(jīng)對(duì)錐齒輪式變槳距結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重點(diǎn)研究，并對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了調(diào)研和分析，掌握了其優(yōu)缺點(diǎn)及其適應(yīng)的應(yīng)用。在接下來的時(shí)間安排中，我們將進(jìn)一步完善研究框架、搜集相關(guān)文獻(xiàn)、進(jìn)行數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)等研究工作，力求取得更好的研究成果。具體時(shí)間安排如下：1.研究框架設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)調(diào)研及初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（4周）2.錐齒輪式變槳距結(jié)構(gòu)的建模及優(yōu)化設(shè)計(jì)（4周）3.數(shù)值仿真計(jì)算及結(jié)果分析（4周）4.實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證及性能表現(xiàn)測(cè)試（6周）5.結(jié)果分析總結(jié)、論文撰寫及答辯（8周）五、參考文獻(xiàn)[1]楊進(jìn)義,吳彥,劉漢偉.垂直軸風(fēng)力機(jī)用錐齒輪式變槳機(jī)構(gòu)的研究[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào),2006,27(10):1360-1366.[2]彭南平,葛國(guó)強(qiáng),張孟镕,等.垂直軸式風(fēng)力機(jī)用錐齒輪變槳機(jī)構(gòu)的研究[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),2007,42(5):773-777.[3]董慶文,霍微,王少橋,等.垂直軸風(fēng)力機(jī)錐齒輪傳動(dòng)特性分析[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào),2012,33(2):237-