傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)不僅在儲(chǔ)量上日益減少而且?guī)?lái)了不可忽視的環(huán)境破壞,發(fā)展新能源是人類社會(huì)文明發(fā)展的重要保證,而潮流能作為一種儲(chǔ)量巨大且穩(wěn)定的能源,具有重要研究?jī)r(jià)值。將潮流能轉(zhuǎn)化為機(jī)械旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的水輪機(jī)就受到國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的研究。水輪機(jī)的各個(gè)類型中,漂浮式垂直軸水輪機(jī)有巨大優(yōu)勢(shì),體現(xiàn)在來(lái)流方向可任意,且載體結(jié)構(gòu)施工維修簡(jiǎn)單。目前潮流能水輪機(jī)的性能研究中,主要工況是簡(jiǎn)化為均勻來(lái)流無(wú)限水深下的探究。但在實(shí)際水輪機(jī)工作環(huán)境下,涉及到自由液面浸沒(méi)深度的施工選擇和波浪對(duì)水輪機(jī)的性能影響,且之前的研究都采用二維代替三維的方法,忽略了葉片端部梢渦的情況。因此本文采用三維水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)尺寸進(jìn)行研究,且加入自由液面的影響,最后還進(jìn)行水輪機(jī)在波浪下的性能探究。首先,為了分析自由液面是否能影響到水輪機(jī)的性能,本文建立了三維葉片在無(wú)限水深、自由液面、規(guī)則波下三種工況下的均勻來(lái)流中周期性旋轉(zhuǎn)模型,使用了滑移網(wǎng)格的模型模擬葉片在旋轉(zhuǎn)中的受力情況,分析了自由液面對(duì)水輪機(jī)受力及功率的影響;其次,在靜水波的情況下分析了不同浸沒(méi)深度對(duì)水輪機(jī)受力及功率的影響;最后進(jìn)行造波,研究水輪機(jī)在一階規(guī)則波下的運(yùn)動(dòng)受力和功率情況,分析波浪的周期和... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 潮流能水輪機(jī)類型簡(jiǎn)介
    1.3 潮流能水輪機(jī)研究進(jìn)展
        1.3.1 國(guó)外潮流能水輪機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)內(nèi)潮流能水輪機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 自由液面對(duì)水輪機(jī)水動(dòng)力影響的研究進(jìn)展
    1.5 研究目的及主要內(nèi)容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
第2章 垂直軸水輪機(jī)工作原理與研究方法
    2.1 葉片和水輪機(jī)運(yùn)動(dòng)分析
    2.2 葉片和水輪機(jī)受力分析
        2.2.1 單個(gè)葉片受力分析
        2.2.2 水輪機(jī)受力分析
    2.3 參數(shù)無(wú)量綱化的定義
    2.4 垂直軸水輪機(jī)水動(dòng)力性能研究方法
        2.4.1 流管法
        2.4.2 渦方法
        2.4.3 CFD法
        2.4.4 實(shí)驗(yàn)法
    2.5 starccm+軟件簡(jiǎn)介
    2.6 本章小結(jié)
第3章 垂直軸水輪機(jī)在自由液面影響下的CFD模擬方法
    3.1 垂直軸水輪機(jī)CFD基礎(chǔ)理論
        3.1.1 基本控制方程
        3.1.2 湍流模型介紹
        3.1.3 流體在近壁面處的處理
        3.1.4 動(dòng)邊界模型
    3.2 垂直軸水輪機(jī)CFD計(jì)算有效性驗(yàn)證
    3.3 本章小結(jié)
第4章 自由液面對(duì)垂直軸水輪機(jī)的水動(dòng)力影響分析
    4.1 垂直軸水輪機(jī)CFD數(shù)值模擬方法
        4.1.1 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分
        4.1.2 邊界條件及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)置
    4.2 自由液面對(duì)垂直軸水輪機(jī)的影響
        4.2.1 自由液面條件對(duì)垂直軸水輪機(jī)的影響
        4.2.2 浸沒(méi)深度對(duì)垂直軸水輪機(jī)的影響
    4.3 規(guī)則波下浸沒(méi)深度對(duì)垂直軸水輪機(jī)的影響
        4.3.1 波浪參數(shù)設(shè)置
        4.3.2 規(guī)則波下浸沒(méi)深度對(duì)垂直軸水輪機(jī)水動(dòng)力特性的影響
    4.4 自由液面下垂直軸水輪機(jī)流場(chǎng)分析
        4.4.1 流線分析
        4.4.2 自由液面的興波變化
        4.4.3 自由液面對(duì)尾流場(chǎng)的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 規(guī)則波對(duì)垂直軸水輪機(jī)的水動(dòng)力影響分析
    5.1 規(guī)則波參數(shù)的選擇
    5.2 規(guī)則波的波幅對(duì)垂直軸水輪機(jī)水動(dòng)力的影響
        5.2.1 波浪參數(shù)的設(shè)定
        5.2.2 水輪機(jī)水動(dòng)力性能分析
    5.3 規(guī)則波的周期對(duì)垂直軸水輪機(jī)水動(dòng)力的影響
        5.3.1 波浪參數(shù)的設(shè)定
        5.3.2 水輪機(jī)水動(dòng)力性能分析
    5.4 規(guī)則波下垂直軸水輪機(jī)的流場(chǎng)分析
        5.4.1 規(guī)則波下來(lái)流速度恢復(fù)的分析
        5.4.2 規(guī)則波下水輪機(jī)興波的變化
        5.4.3 水輪機(jī)對(duì)波形的影響
        5.4.4 波面對(duì)梢渦的影響
        5.4.5 垂直軸水輪機(jī)表面流場(chǎng)速度分布特性
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]工程機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇內(nèi)部流場(chǎng)特性仿真分析[J]. 陳細(xì)軍,黎瀅,夏凌楓,鄭云,易迪佳.  工程機(jī)械. 2011(11)
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碩士論文
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[2]豎軸潮流能水輪機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 郭嘉楠.大連理工大學(xué) 2013
[3]垂直軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)性能分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 惠萬(wàn)馨.華北電力大學(xué) 2013
[4]海流能發(fā)電技術(shù)中電力變換系統(tǒng)的優(yōu)化研究[D]. 王劍.中國(guó)海洋大學(xué) 2012
[5]基于PLC的移動(dòng)式垃圾壓縮設(shè)備液壓及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 蔣波.揚(yáng)州大學(xué) 2012
[6]水平軸潮流能發(fā)電機(jī)械葉片設(shè)計(jì)及特性分析[D]. 徐學(xué)濤.浙江大學(xué) 2012
[7]矩形水輪機(jī)水動(dòng)力性能研究[D]. 寧義君.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[8]可控偏角豎軸水輪機(jī)性能試驗(yàn)研究[D]. 季劍遠(yuǎn).哈爾濱工程大學(xué) 2008
[9]水輪機(jī)葉片水動(dòng)力分析及翼型優(yōu)化[D]. 容亮灣.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3040125