1、風(fēng)能作為新能源中產(chǎn)業(yè)化程度最高的一類能源，在新能源戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占有著舉足輕重的地位。垂直軸風(fēng)力機(jī)雖憑借豎軸、無(wú)需對(duì)風(fēng)、直葉片等特點(diǎn)受到青睞，但無(wú)法自啟動(dòng)與低效率問(wèn)題大大限制了工程應(yīng)用。作為有效解決方案之一的變槳式垂直軸風(fēng)力機(jī)，其研究目前主要存在如下問(wèn)題：葉片動(dòng)態(tài)氣動(dòng)性能的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取十分困難；現(xiàn)有理論研究對(duì)葉片動(dòng)態(tài)氣動(dòng)性能的認(rèn)識(shí)尚未明確；基于實(shí)驗(yàn)的有效變槳規(guī)律尚未形成系統(tǒng)，變槳規(guī)律有效機(jī)制尚不明確；面向工程應(yīng)用的變槳規(guī)律研究還尚未

2、被涉及。
　　本課題在黑龍江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變槳控制規(guī)律研究”（E201216）與中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目“豎軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)電一體化設(shè)計(jì)及最優(yōu)變槳距控制技術(shù)”（HEUCFZ1118）的資助下，主要采用實(shí)驗(yàn)方法針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　在分析垂直軸風(fēng)力機(jī)運(yùn)行機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出垂直軸風(fēng)力機(jī)實(shí)驗(yàn)研究對(duì)氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求。對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行環(huán)境——大氣邊界層底層的典型風(fēng)特性進(jìn)行研究，確定風(fēng)洞設(shè)計(jì)指標(biāo)，研制

3、翼型實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞、風(fēng)力機(jī)實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞以及相應(yīng)的風(fēng)場(chǎng)測(cè)量裝置。提出翼型靜態(tài)氣動(dòng)性能測(cè)量方案并研制翼型靜態(tài)氣動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)。針對(duì)變槳式垂直軸風(fēng)力機(jī)實(shí)驗(yàn)研究，提出一種風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩測(cè)量方案，設(shè)計(jì)兩種角加速度測(cè)量方案以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理方法，并研制變槳式垂直軸風(fēng)力機(jī)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。
　　進(jìn)行系統(tǒng)的單葉定槳實(shí)驗(yàn)，測(cè)量定槳葉片在不同尖速比、不同槳距角下的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)力矩。根據(jù)葉片動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)力矩實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行葉片受力機(jī)理研究，從動(dòng)態(tài)臨界失速角、驅(qū)動(dòng)力矩峰值發(fā)生

4、位置、最大驅(qū)動(dòng)力矩峰值發(fā)生位置等角度分析葉片動(dòng)態(tài)受力特性。根據(jù)葉片動(dòng)態(tài)受力特性，修正現(xiàn)有動(dòng)態(tài)失速模型對(duì)翼型動(dòng)態(tài)失速角的取值方法。提出一種局部的隨動(dòng)流管假設(shè)，在雙盤面單流管模型基礎(chǔ)上結(jié)合修正后的動(dòng)態(tài)失速模型，建立一種雙盤面隨動(dòng)流管模型。采用現(xiàn)有垂直軸風(fēng)力機(jī)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型計(jì)算準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證。
　　基于葉素理論計(jì)算理論變槳規(guī)律，研究理論變槳規(guī)律與翼型靜態(tài)氣動(dòng)特性的關(guān)系，針對(duì)理論變槳規(guī)律的突變現(xiàn)象研究變槳規(guī)律修正方法。根據(jù)單葉定槳實(shí)驗(yàn)數(shù)

5、據(jù)，進(jìn)行變槳規(guī)律擬合研究。結(jié)合擬合變槳規(guī)律與葉片動(dòng)態(tài)受力特性，提煉變槳規(guī)律設(shè)計(jì)原則。提出三種槳距角過(guò)渡方案，建立三種變槳規(guī)律數(shù)學(xué)模型。進(jìn)行單葉變槳實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證變槳規(guī)律數(shù)學(xué)模型的有效性。
　　進(jìn)行面向工程應(yīng)用的變槳規(guī)律研究。實(shí)驗(yàn)研究葉片翼型與弦徑比對(duì)葉片動(dòng)態(tài)氣動(dòng)特性的影響。分別針對(duì)某非對(duì)稱翼型與弦徑比設(shè)計(jì)變槳規(guī)律，實(shí)驗(yàn)研究變槳規(guī)律數(shù)學(xué)模型對(duì)其他翼型、其他弦徑比的適用性，并分析非翼型與弦徑比對(duì)變槳葉片氣動(dòng)性能的影響。實(shí)驗(yàn)研究變槳誤差對(duì)變