發(fā)布時(shí)間：2017-03-19 02:00

  本文關(guān)鍵詞：水平軸潮流能發(fā)電水輪機(jī)尾流場效應(yīng)及其影響規(guī)律研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：潮流能作為一種新型清潔可再生能源,越來越受到廣泛的關(guān)注。近年來,世界各國大量的科研組織和機(jī)構(gòu)投入到這方面的研究中,從理論研究到單機(jī)組模型試驗(yàn),再到單機(jī)組實(shí)尺發(fā)電裝置海試,潮流能的利用經(jīng)過多年的發(fā)展已初見成效,未來面臨的是在實(shí)際海域大規(guī)模潮流能發(fā)電場的建立。這其中最關(guān)鍵的發(fā)電裝置的排布問題,對于多機(jī)組的優(yōu)化布局,首先涉及到的是尾流場分布恢復(fù)情況的研究。本文運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法,對單機(jī)組尾流場分布的影響因素進(jìn)行分析研究。本文從理論研究出發(fā),對潮流能水輪機(jī)尾流場的研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié),介紹水輪機(jī)排布對尾流場的影響、近尾流場湍流分布的研究和遠(yuǎn)尾流場恢復(fù)中影響規(guī)律,基于此,找到適合本課題的研究內(nèi)容和研究方法。其次,介紹了水輪機(jī)設(shè)計(jì)中的葉素理論、動量理論、葉素動量理論和尾流效應(yīng)等理論知識。在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用CFD軟件模擬不同流速下水平軸潮流能水輪的尾流場速度分布規(guī)律和機(jī)組受力,總結(jié)其影響規(guī)律。同時(shí),針對尾流場影響規(guī)律中的尺度效應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬,對不同尺度的水輪機(jī)尾流場恢復(fù)情況進(jìn)行分析,給出定性結(jié)論。另外,對用于數(shù)值模擬的兩種不同的轉(zhuǎn)子模型(水輪機(jī)模型和多孔圓盤模型)進(jìn)行研究,對轉(zhuǎn)子受力和尾流場分布兩個(gè)方面進(jìn)行對比研究,對多孔圓盤代替水輪機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬的可行性進(jìn)行分析。最后,針對“流速對單機(jī)組水平軸水輪機(jī)的尾流場分布的影響規(guī)律研究”,設(shè)計(jì)了模型試驗(yàn)方案(包括水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)、發(fā)電裝置的安裝以及采集系統(tǒng)的標(biāo)定和調(diào)試)。并加工并制作試驗(yàn)水輪機(jī)和吊裝裝置,給出了預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果,為后期水槽實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：潮流能 尾流場 流速 尺度效應(yīng) 模型試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM312
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 潮流能水輪機(jī)尾流場研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 單機(jī)組尾流效應(yīng)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 多機(jī)組陣列尾流場研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3 研究內(nèi)容和方法19-23
• 1.3.1 研究內(nèi)容19-21
• 1.3.2 研究方法21-23
• 2 潮流能水輪機(jī)基本理論及尾流場影響因素23-39
• 2.1 水輪機(jī)尾流場研究理論基礎(chǔ)23-31
• 2.1.1 動量理論23-28
• 2.1.2 葉素理論28-30
• 2.1.3 葉素-動量理論30-31
• 2.2 水輪機(jī)尾流效應(yīng)及影響規(guī)律31-35
• 2.2.1 尾流效應(yīng)32
• 2.2.2 水輪機(jī)尾流場形成機(jī)理32-33
• 2.2.3 多機(jī)組排布優(yōu)化布局方案33-35
• 2.3 計(jì)算流體動力學(xué)35-37
• 2.3.1 CFD方法概述35
• 2.3.2 控制方程35-36
• 2.3.3 湍流模型36-37
• 2.4 水輪機(jī)尾流場分布影響因素37-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 3 流速對水輪機(jī)性能及尾流場影響規(guī)律研究39-49
• 3.1 研究條件設(shè)定39
• 3.2 水輪機(jī)計(jì)算模型建立39-42
• 3.2.1 水輪機(jī)三維模型建立39-40
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分40-41
• 3.2.3 模擬條件設(shè)定41-42
• 3.3 水輪機(jī)性能及尾流場恢復(fù)情況分析42-48
• 3.3.1 水輪機(jī)葉片壓力分布情況分析42-44
• 3.3.2 水輪機(jī)性能分析44-45
• 3.3.3 尾流場速度分布情況分析45-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 4 尾流場分布影響規(guī)律研究中的尺度效應(yīng)49-55
• 4.1 水輪機(jī)計(jì)算模型描述49-51
• 4.1.1 三維模型數(shù)據(jù)49-50
• 4.1.2 初始條件設(shè)定50-51
• 4.2 水輪機(jī)尾流場數(shù)值模擬結(jié)果分析51-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 5 不同轉(zhuǎn)子模型尾流場分布規(guī)律研究55-69
• 5.1 多孔圓盤相關(guān)理論56-58
• 5.1.1 水輪機(jī)密實(shí)度56-57
• 5.1.2 多孔圓盤理論57
• 5.1.3 多孔圓盤模型57-58
• 5.2 單機(jī)組尾流場及模型受力分析58-63
• 5.2.1 模型軸向力及扭矩對比分析59-60
• 5.2.2 單機(jī)組尾流場速度恢復(fù)情況對比分析60-63
• 5.3 多機(jī)組陣列尾流場分布情況分析63-67
• 5.3.1 多機(jī)組模型排布方案63
• 5.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析63-67
• 5.4 多孔圓盤模型可行性分析67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 6 潮流能水輪機(jī)尾流場模型試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)69-75
• 6.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>69
• 6.2 試驗(yàn)原理69-70
• 6.3 試驗(yàn)設(shè)備70-72
• 6.4 試驗(yàn)條件72-73
• 6.5 預(yù)期試驗(yàn)結(jié)果73-74
• 6.6 本章總結(jié)74-75
• 7 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 論文主要工作總結(jié)75
• 7.2 論文主要結(jié)論75-76
• 7.3 不足與展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 附錄80-81
• 致謝81-82
• 個(gè)人簡歷82-83
• 學(xué)術(shù)成果83

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