隨著化石能源的日益枯竭，儲量豐富的海洋可再生能源越來越成為當今世界所關注的對象。我國也在積極支持海洋能裝置的研發(fā)與實驗工作，各種開發(fā)利用裝置層出不窮。本論文是受“錨定式雙導管渦輪潮流發(fā)電系統(tǒng)研究”項目資助進行，研究適合浮體搭載的導管渦輪潮流能發(fā)電裝置。首先，本文基于計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，即CFD）軟件對單純潮流能渦輪進行水動力學模擬。模擬分別針對使用S814翼型設計的渦輪和使用雙向BDA翼型設計的渦輪進行了CFD分析，并同實驗結果進行比對。分析認為CFX軟件能夠準確的預測潮流能渦輪的水動力性能，但是當葉片周圍產(chǎn)生大渦分離時，CFD預測結果是不準確的。接下來，本文針對導管對周圍速度場的影響進行了分析和討論。重點分析了:前置導管和后置導管的作用機理、導管幾何特征對導管內部流速的影響以及導管和渦輪相互作用對導管內部流場的影響。CFD模擬結果顯示薄壁后置導管對導管內部流速有較好的加速效果。為得到最優(yōu)的導管幾何外形，本文使用ANSYS-Workbench和ANSYS-CFX軟件進行導管幾何外形的優(yōu)化設計。優(yōu)化導管幾何外形設計使導管體積最小、喉部流... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 豐富的海洋能資源
        1.1.2 國家引導、政策支持
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 剛性固定式潮流能發(fā)電技術
        1.2.2 柔性固定式潮流能發(fā)電技術
        1.2.3 我國的潮流能發(fā)電技術
        1.2.4 潮流能渦輪設計開發(fā)主要過程
    1.3 課題研究意義
    1.4 主要研究內容
第2章 潮流能渦輪 CFD 分析與驗證
    2.1 基于 S814 翼型的潮流能渦輪
        2.1.1 渦輪的主要幾何特征
        2.1.2 渦輪模型試驗
        2.1.3 CFD 數(shù)值模型建立
        2.1.4 流場后處理與結果分析
    2.2 基于 BDA 雙向翼型的潮流能渦輪
        2.2.1 渦輪的主要幾何特征
        2.2.2 渦輪模型試驗
        2.2.3 CFD 模擬分析
        2.2.4 流場后處理與結果分析
    2.3 本章小結
第3章 導管對渦輪周圍速度場的影響分析與模擬
    3.1 導管渦輪的發(fā)展
    3.2 導管對速度場的影響分析
    3.3 導管渦輪的速度場和壓力場分布
        3.3.1 潮流能渦輪二維動量理論
        3.3.2 導管、渦輪相互作用理論研究
    3.4 導管流場三維數(shù)值模擬
    3.5 導管流場模擬結果與后處理
        3.5.1 單純導管流場模擬結果
        3.5.2 導管渦輪相互作用模擬結果
    3.6 本章小結
第4章 導管優(yōu)化設計與導管渦輪 CFD 模擬分析
    4.1 導管外形優(yōu)化設計方法
    4.2 優(yōu)化設計結果分析
    4.3 導管渦輪模型試驗 CFD 模擬
    4.4 CFD 結果分析與后處理
    4.5 本章小結
第5章 導管渦輪試驗研究與 500W 樣機設計
    5.1 試驗設計、加工與安裝
    5.2 試驗設備與試驗環(huán)境標定
        5.2.1 發(fā)電機標定試驗
        5.2.2 六分力儀標定試驗
        5.2.3 循環(huán)水槽流速標定
    5.3 導管加速效果試驗
    5.4 導管渦輪發(fā)電試驗
    5.5 實驗結果與 CFD 結果對比分析
        5.5.1 導管加速效果 CFD 分析與實驗結果對比
        5.5.2 導管渦輪發(fā)電 CFD 模擬與實驗結果對比
    5.6 500W 導管渦輪樣機設計
    5.7 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3158956