一、选题背景和意义：
风能作为一种清洁环保的可再生能源，在全球范围内备受关注。而风能利用的主要方式是风力发电，发展风力发电对我国意义重大。目前我国面临十分严峻的资源和环境的双重瓶颈制约，突出表现在“缺煤、缺电、缺油”现象的同时出现和环境污染问题的日益严重。或许这也是我国风力发电近年得以高速发展的社会背景。
现代风力机的两种主要型式是水平轴风力机和垂直轴风力机。纵观风力机的发展历史，与水平轴风力机相比，虽然垂直轴风力机具有突出的优越性，但是技术研发水平的相对滞后以及兆瓦级大型风力机市场占有率不高成了垂直轴风力机发展的障碍。
与水平轴风力机相比，垂直轴风力机的主要优势有：受风多向性，结构设计简单；发电机、齿轮箱等重要设备均可安置于地面或塔架底部，便于维修、检修和控制；受力恒定性，叶片寿命较长，易于大型化。而应用于城镇等人口密集地区的小型风力发电设备，对噪声和外观都有较高的要求。垂直轴风力机的低噪声和美观外形等多种优点是水平轴风力机难以比拟的。
综上所述，垂直轴风力机以其不需要调整风向，发电机、齿轮箱等设备科放置于地面等特点，极大克服了水平轴风电机组结构上的固有缺陷，将成为新型高效风电机组开发趋势。如果综合考虑风力发电后的运营成本，垂直轴风力机则具有更大潜力。
二、课题关键问题及难点：
垂直轴风力机在气动特性方面的几个关键问题：
1.启动性能，垂直轴风力机类型颇多，其启动转矩也各不相同，如何设计启动特性也是关键问题。
2.动态尾流效应，叶片与自身及其他叶片产生的尾流频繁撞击，气动载荷分布不均匀，使得风轮转矩输出不稳定且关键点处疲劳应力变化加剧。
3.动态失速效应，动态失速是极其复杂的非定常空气动力学问题。
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