潮流能的開發(fā)技術(shù)成為當(dāng)下研究熱點,而水輪機作為捕獲潮流能的裝置備受關(guān)注。水輪機葉片的大型化和輕量化推進,使得傳統(tǒng)的金屬葉片已遠遠不能滿足要求,而復(fù)合材料高比強度、比剛度以及良好的抗疲勞性能等優(yōu)勢使得復(fù)合材料葉片成為重點研究對象。因此,深入研究潮流能水輪機復(fù)合材料葉片的損傷具有重大意義。本文結(jié)合葉素動量理論（BEMT）和有限元分析方法（FEA）,分別考慮Hashin失效準則中的纖維拉伸損傷,纖維壓縮損傷,基體拉伸損傷以及基體壓縮損傷四種損傷模式,研究了潮流能水輪機復(fù)合材料葉片的損傷特性。首先,綜述了全球潮流能水輪機研究相關(guān)文獻,對全球能源消費狀況、潮流能開發(fā)技術(shù)、水輪機葉片設(shè)計以及復(fù)合材料葉片損傷評估等做了詳細調(diào)研。介紹了水輪機復(fù)合材料葉片相關(guān)理論。著重介紹了葉素動量理論,基于此理論建立水輪機葉片的水動力模型。復(fù)合材料理論中介紹層合板理論以及Hashin失效準則。其次,通過翼型二維-三維坐標變換方法、繪圖軟件等,建立葉片三維模型。結(jié)合復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計準則以及有限元分析工具,建立水輪機復(fù)合材料葉片的有限元模型。在給定的工況下,運用葉素動量理論求解水動力載荷,并建立水輪機復(fù)合材料葉片損傷評估... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球一次能源消費量石油和煤炭等化石燃料仍然占相當(dāng)大的比重，而傳統(tǒng)化石能源的過度開發(fā)，以及帶來的溫室效應(yīng)、環(huán)境污染和能源危機問題愈演愈烈

一次能源消費比重分別達到 15%、20%的能源發(fā)展為戰(zhàn)略目標可再生能源年利用量 7.3 億噸標準煤；全部可再生能源發(fā)電裝機發(fā)電量 1.9 萬億千瓦時，占全部發(fā)電量的 27%。的海洋中有豐富海洋能，包括波浪能、潮汐能、潮流能、溫差《海洋能開發(fā)》[9]估算，全球各種海洋能的理論可再生kW，波浪能和潮汐能各為910 kW ，海流能最小，為810 kW 。然洋能資源并不是都能開發(fā)利用的，全球海洋能可開發(fā)利用功率約主要集中在南緯 20°~北緯 20°，海洋能有相當(dāng)可觀的開發(fā)前景能（也叫海流能）是指海流的動能，由海底水道和海峽中穩(wěn)定能。這種海洋能資源豐富，相對其它形式新能源有諸多優(yōu)勢：測性強，根據(jù)地球、月亮和太陽的相對運動和引潮力，可估算確流能能量；穩(wěn)定，波動性約為波浪能的 0.2%；密度集中，潮流能的能量密度約為風(fēng)能的 4 倍，太陽能的 30 倍

獻[13]，中國近海地區(qū)有水道近 130 個，其潮流能平均功占全球總量 14%。其中浙江有 37 個水道，潮流能平均W，占全國總量一半，舟山海域儲量豐富，如金塘水道潮、龜山水道223.9kW / m，西堠門水道219.1kW / m，潮流能潮流能水輪機葉片研究現(xiàn)狀流能有兩種方式，在河口或港口處建立大壩（水庫式潮差潮流的動能（無庫式潮流能發(fā)電）。前者存在選址要求高當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的諸多缺點，而后者大大縮短建設(shè)周期，降性環(huán)境保護好等優(yōu)勢顯著，故得到大力支持[14-16]。能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機動能這一過程可以通過潮流能水輪機實現(xiàn)各樣的水輪機，如圖 1.3 所示。


本文編號：3408822