本文關(guān)鍵詞：DUTTCT_H120水平軸潮流能水輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)與分析

  更多相關(guān)文章： 水平軸潮流能水輪機(jī) DUTTCT 葉片設(shè)計(jì) CFD CSD

【摘要】：隨著能源壓力和環(huán)境壓力的日益增加,開發(fā)新的可再生能源變得尤為重要,而占地球面積70%以上的海洋蘊(yùn)藏的能源更是受到了極大的關(guān)注,國(guó)內(nèi)外近岸能源的開發(fā)得到了極大的發(fā)展。潮流能作為一種可預(yù)測(cè)性強(qiáng),能量密度高,不產(chǎn)生用地沖突的能源具有極大的開發(fā)價(jià)值,而國(guó)內(nèi)130余條適于潮流能開發(fā)的黃金水道更為我國(guó)潮流能開發(fā)提供了極大的便利。潮流能水輪機(jī)作為主要的獲能機(jī)構(gòu),國(guó)外已經(jīng)發(fā)展至兆瓦級(jí),而國(guó)內(nèi)鮮見有關(guān)工作。本文以120kW的水平軸潮流能水輪機(jī)的開發(fā)為背景開展了論文工作。在原有小功率水輪機(jī)研究的基礎(chǔ)上通過比尺放大原1kW水輪機(jī)得到DUTTCT_H120A的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)BEM方法和Wilson方法編寫葉片設(shè)計(jì)程序,使用程序設(shè)計(jì)120kW水平軸潮流能水輪機(jī),分析設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)一步得到B,C兩種設(shè)計(jì)方案。DUTTCT_H120B在A型水輪機(jī)的基礎(chǔ)上參考BEM設(shè)計(jì)方法和Wilson方法的設(shè)計(jì)結(jié)果通過縮短葉片弦長(zhǎng)降低了水輪機(jī)密實(shí)度,DUTTCT_H120C則通過調(diào)整葉片中、前段的安裝角得到。針對(duì)三種設(shè)計(jì)方案使用CFD和CSD以及實(shí)驗(yàn)方法對(duì)水輪機(jī)的流體、結(jié)構(gòu)性能做出了綜合評(píng)價(jià)。DUTTCT_H120A型水輪機(jī)延續(xù)了之前小功率水輪機(jī)的工作特點(diǎn)：輸出效率高,高效區(qū)間寬闊。DUTTCT H120B型水輪機(jī)由于密實(shí)度的降低輸出功率略受影響,但是葉片工作區(qū)和尾流的流場(chǎng)的優(yōu)化效果明顯,并且B型水輪機(jī)在三款水輪機(jī)中結(jié)構(gòu)的安全性最高。s805A翼型表現(xiàn)良好,能夠綜合協(xié)調(diào)水動(dòng)力性能和結(jié)構(gòu)要求。錳青銅材料在初步結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核過程中滿足要求。
【關(guān)鍵詞】：水平軸潮流能水輪機(jī) DUTTCT 葉片設(shè)計(jì) CFD CSD
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK730.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-24
• 1.1 研究背景及研究意義9
• 1.2 潮流能9-12
• 1.2.1 引言9-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)潮流能蘊(yùn)含情況10-11
• 1.2.3 國(guó)外潮流能蘊(yùn)含情況11-12
• 1.3 潮流能技術(shù)究現(xiàn)狀12-18
• 1.3.1 潮流能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與限制12-13
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)潮流能技術(shù)的發(fā)展13-16
• 1.3.3 國(guó)外潮流能技術(shù)的發(fā)展(ARC)16-18
• 1.4 潮流能獲能裝置18-20
• 1.4.1 水平軸潮流能水輪機(jī)18-19
• 1.4.2 豎直軸潮流能水輪機(jī)19
• 1.4.3 震蕩式潮流能水輪機(jī)19-20
• 1.5 課題組潮流能水輪機(jī)發(fā)展20-22
• 1.6 本文工作要點(diǎn)22-24
• 2 基本理論24-38
• 2.1 靜止圓盤理論24-27
• 2.1.1 動(dòng)量定理25-26
• 2.1.2 功率系數(shù)26
• 2.1.3 貝茲極限26
• 2.1.4 推力系數(shù)26-27
• 2.2 轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤理論27-30
• 2.2.1 尾跡轉(zhuǎn)動(dòng)27-28
• 2.2.2 角動(dòng)量定理28-29
• 2.2.3 最大功率29-30
• 2.2.4 尾流結(jié)構(gòu)30
• 2.3 轉(zhuǎn)子葉片理論30-34
• 2.3.1 葉素理論30-32
• 2.3.2 葉素-動(dòng)量定理(BEM方法)32-33
• 2.3.3 轉(zhuǎn)子力矩和功率的確定33-34
• 2.4 葉片設(shè)計(jì)方法34-37
• 2.4.1 簡(jiǎn)化法34-35
• 2.4.2 Glauert法35-36
• 2.4.3 Schmitz法36
• 2.4.4 Wilson法36-37
• 2.4.5 BEM法37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 3 DUTTCT_H120水輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)38-50
• 3.1 引言38
• 3.2 潮流能水輪機(jī)翼型38-43
• 3.2.1 翼型基本概念38-39
• 3.2.2 潮流能水輪機(jī)翼型發(fā)展概況39-40
• 3.2.3 NREL系列翼型40-41
• 3.2.4 X_foil在葉片設(shè)計(jì)中的應(yīng)用41-43
• 3.3 120kW水輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)43-48
• 3.3.1 Wilson法設(shè)計(jì)120kW水輪機(jī)43-45
• 3.3.2 BEM法設(shè)計(jì)120kW水輪機(jī)45-46
• 3.3.3 DUTTCT_H120A水輪機(jī)46-47
• 3.3.4 DUTTCT_H120B水輪機(jī)47-48
• 3.3.5 DUTTCT_H120C水輪機(jī)48
• 3.4 水輪機(jī)葉片建模48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 4 DUTTCT_H120水輪機(jī)葉片分析50-77
• 4.1 MRF控制方程50-51
• 4.2 DUTTCT_H120A潮流能水輪機(jī)工作特性曲線51-54
• 4.2.1 模型設(shè)置51-52
• 4.2.2 網(wǎng)格收斂性52-53
• 4.2.3 DUTTCT_H120工作特性曲線53-54
• 4.3 DUTTCT_H120的CFD計(jì)算結(jié)果及分析54-60
• 4.3.1 尾流分析54-57
• 4.3.2 水輪機(jī)截面速度分布57-58
• 4.3.3 水輪機(jī)表面壓力分布58-59
• 4.3.4 葉片截面流線59-60
• 4.4 DUTTCT_H120的CSD計(jì)算結(jié)果及分析60-75
• 4.4.1 結(jié)構(gòu)鋼計(jì)算結(jié)果61-68
• 4.4.2 錳青銅計(jì)算結(jié)果68-75
• 4.5 本章小結(jié)75-77
• 5 水輪機(jī)模型實(shí)驗(yàn)77-81
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)77-79
• 5.1.1 水輪機(jī)主體77-78
• 5.1.2 偏航系統(tǒng)78
• 5.1.3 測(cè)試系統(tǒng)78-79
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方案79-80
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比80
• 5.4 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論與展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 附錄A Wilson方法設(shè)計(jì)水輪機(jī)葉片程序85-87
• 附錄B BEM方法設(shè)計(jì)水輪機(jī)葉片程序87-89
• 附錄C 水輪機(jī)葉片快速成型程序89-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況91-92
• 致謝92-93

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：826051