發(fā)布時(shí)間：2021-03-02 17:54

　　化石能源日趨枯竭,生產(chǎn)、生活對(duì)能源的需求日漸增加,替代能源的開(kāi)發(fā)和利用迫在眉睫。潮流能以其清潔、可再生、能量密度大、蘊(yùn)藏豐富等突出優(yōu)勢(shì)逐步被世界所重視,并得到了積極開(kāi)發(fā)。槳葉是水平軸潮流能捕獲與發(fā)電裝置的關(guān)鍵部件,用于將潮流能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,其性能的高低直接關(guān)系到整個(gè)潮流發(fā)電裝置的能量捕獲效率。因此深入研究潮流能捕獲槳葉動(dòng)力學(xué)原理與模型,優(yōu)化設(shè)計(jì)水平軸潮流能捕獲裝置槳葉專用翼型,高效捕獲潮流能并將其轉(zhuǎn)換為電能,對(duì)于優(yōu)化我國(guó)的能源供給結(jié)構(gòu)、緩解沿海地區(qū)的能源壓力乃至改善生存環(huán)境具有深遠(yuǎn)意義�，F(xiàn)有水平軸潮流能捕獲槳葉的設(shè)計(jì)普遍參照風(fēng)力發(fā)電機(jī)槳葉的設(shè)計(jì)模型,所用翼型也多為航空翼型和風(fēng)力發(fā)電機(jī)專用翼型。針對(duì)這一現(xiàn)狀,本文對(duì)現(xiàn)有主要流體能量捕獲槳葉翼型的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了理論和數(shù)字仿真分析,發(fā)現(xiàn)在雷諾數(shù)不同的流體作用下,不同翼型的槳葉的動(dòng)力學(xué)特性差異很大,風(fēng)機(jī)葉輪流場(chǎng)的雷諾數(shù)遠(yuǎn)大于潮流能捕獲槳葉流場(chǎng)的雷諾數(shù),低流速小半徑潮流能捕獲槳葉升阻比僅為高流速大半徑風(fēng)機(jī)槳葉升阻比的40%,但潮流密度約為空氣密度的794倍,單位面積潮流動(dòng)能約為風(fēng)能的6.35倍。因此,在潮流能捕獲槳葉設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮潮流的沖擊... 

【文章來(lái)源】：寧波大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 潮流能開(kāi)發(fā)的背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外水平軸潮流能利用技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 課題來(lái)源
        1.3.2 課題研究?jī)?nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
2 潮流能發(fā)電裝置槳葉設(shè)計(jì)的基本理論
    2.1 翼型的基本理論
        2.1.1 翼型的幾何參數(shù)
        2.1.2 航空翼型與風(fēng)力發(fā)電機(jī)專用翼型
        2.1.3 翼型的動(dòng)力學(xué)特性
    2.2 槳葉捕獲潮流能的基本理論
        2.2.1 貝茲理論
        2.2.2 尾跡渦流理論
        2.2.3 葉素動(dòng)量理論
    2.3 槳葉的設(shè)計(jì)方法
        2.3.1 Glauert設(shè)計(jì)法
        2.3.2 Wilson設(shè)計(jì)法
    2.4 軟件介紹
    2.5 本章小結(jié)
3 水平軸潮流能捕獲槳葉的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型
    3.1 現(xiàn)有設(shè)計(jì)模型的誤差分析
        3.1.1 翼型流場(chǎng)分析
        3.1.2 翼型的受力分析
    3.2 槳葉的動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.1 建立槳葉受水流沖擊的動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.2 槳葉在流體繞翼流動(dòng)作用下的動(dòng)力學(xué)模型
    3.3 基于動(dòng)量定理的槳葉動(dòng)力學(xué)模型
    3.4 槳葉的動(dòng)力學(xué)平衡方程
    3.5 本章小結(jié)
4 水平軸潮流能捕獲槳葉翼型的性能分析與優(yōu)化
    4.1 翼型的設(shè)計(jì)目標(biāo)
    4.2 水平軸潮流能槳葉專用翼型的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.2.1 翼型特性分析
        4.2.2 翼型結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        4.2.3 優(yōu)化后翼型的升阻力系數(shù)仿真分析
    4.3 本章小結(jié)
5 水平軸潮流能捕獲槳葉的設(shè)計(jì)制作及實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 槳葉的基本設(shè)計(jì)參數(shù)
    5.2 Matlab計(jì)算誘導(dǎo)系數(shù)和外形參數(shù)
    5.3 槳葉三維模型構(gòu)建
        5.3.1 翼型選擇及二維坐標(biāo)生成
        5.3.2 空間坐標(biāo)求解及三維建模
        5.3.3 槳葉材料選擇
    5.4 理論數(shù)值預(yù)測(cè)
    5.5 水槽實(shí)驗(yàn)
        5.5.1 槳葉的測(cè)試方案及設(shè)備介紹
    5.6 槳葉測(cè)試數(shù)據(jù)分析
    5.7 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)電變槳加載系統(tǒng)的研究及仿真[J]. 余清清,孫勇,周浩.  機(jī)電工程. 2014(11)
[2]一種新型垂直軸潮流能水輪機(jī)性能的初步研究[J]. 康海貴,謝宇,陳兵,郭偉,夏露.  可再生能源. 2014(09)
[3]潮流能自由變偏角水輪機(jī)自啟動(dòng)特性分析[J]. 張學(xué)偉,王樹(shù)齊,龐程燕,張亮,盛其虎.  天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2014(05)
[4]基于葉素-動(dòng)量理論的潮流能水平軸水輪機(jī)水動(dòng)力性能分析[J]. 王樹(shù)杰,陳存福,譚俊哲,袁鵬,周學(xué)志.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]矩形潮流能水輪機(jī)性能的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳展,馬勇,張亮,蘇國(guó)卿.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(08)
[6]潮流能研究現(xiàn)狀2013[J]. 張亮,李新仲,耿敬,張學(xué)偉.  新能源進(jìn)展. 2013(01)
[7]豎軸潮流能水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)及水動(dòng)力性能測(cè)試[J]. 趙廣,郭嘉楠,劉艷,宿曉輝,孫濤,楊冉升.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2013(07)
[8]豎軸水輪機(jī)三維水動(dòng)力響應(yīng)的數(shù)值模擬[J]. 康海貴,郭偉.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2013(03)
[9]水平軸風(fēng)力機(jī)葉片扭角和弦長(zhǎng)的理想分布[J]. 姜海波,曹樹(shù)良,李艷茹.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2013(01)
[10]潮流能透平裝置電液比例變槳距控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)[J]. 馬舜,李偉,劉宏偉,林勇剛.  電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2010(19)

博士論文
[1]水平軸潮流能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換率及功率控制研究[D]. 馬舜.浙江大學(xué) 2011
[2]水平軸海流能發(fā)電機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉宏偉.浙江大學(xué) 2009

碩士論文
[1]水平軸潮流能發(fā)電裝置槳葉設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李浩.太原科技大學(xué) 2014
[2]潮流能水平軸水輪機(jī)葉片優(yōu)化及水動(dòng)力性能研究[D]. 陳存福.中國(guó)海洋大學(xué) 2012
[3]基于FLUENT的風(fēng)力發(fā)電機(jī)流場(chǎng)仿真研究[D]. 張福成.大連理工大學(xué) 2012
[4]潮流能開(kāi)發(fā)利用標(biāo)準(zhǔn)體系研究[D]. 張瑞.中國(guó)海洋大學(xué) 2012
[5]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
[6]水平軸潮流水輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)和模型試驗(yàn)研究[D]. 王儉超.中國(guó)海洋大學(xué) 2011
[7]水平軸海流能發(fā)電機(jī)械水動(dòng)力性能的研究[D]. 辛小鵬.浙江大學(xué) 2010
[8]潮流能驅(qū)動(dòng)的柔性葉片水輪機(jī)水動(dòng)力性能試驗(yàn)研究[D]. 鹿蘭帥.中國(guó)海洋大學(xué) 2009
[9]水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪氣動(dòng)數(shù)值模擬及性能計(jì)算[D]. 劉楠.西安理工大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3059684