由于化石資源不可再生,且日漸枯竭,而潮流能作為綠色清潔能源,主要具有可再生性、可預(yù)測性、可觀的蘊(yùn)藏量等特點(diǎn),逐漸成為世界研究及開發(fā)重點(diǎn)�；诹骷ふ駝�(dòng)的水流動(dòng)能轉(zhuǎn)換技術(shù)是一個(gè)相對(duì)較新的概念,利用該技術(shù)可在低流速環(huán)境中利用流激振動(dòng)現(xiàn)象從周圍流場中提取水流動(dòng)能,并將其轉(zhuǎn)換為電能等其它形式的可利用能源。目前,針對(duì)流激振動(dòng)發(fā)電裝置的研究絕大部分是圍繞圓柱的渦激振動(dòng)展開。柱體幾何特性是研究流激振動(dòng)過程中一個(gè)重要影響因素,柱體流激振動(dòng)特性會(huì)因截面形狀的改變而存在很大不同。本文通過對(duì)五種不同截面形狀柱體進(jìn)行數(shù)值模擬分析,對(duì)不同截面柱體在水流作用下振動(dòng)響應(yīng)、柱體受力、尾流旋渦形態(tài)、獲能功率及效率進(jìn)行了計(jì)算,為深入研究分析高阻尼高雷諾數(shù)下“柱體-水流”相互作用機(jī)制和流激振動(dòng)水流發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。本文選取圓形、方形、類梯形、梯形和T字形五種截面形式進(jìn)行研究。為了更好地比較不同截面形狀的柱體的流激振動(dòng)特性和能量轉(zhuǎn)換特性,對(duì)不同形狀柱體的參數(shù)進(jìn)行精心設(shè)計(jì),使不同截面形狀的柱體質(zhì)量比、阻尼比、同一流速下的雷諾數(shù)和約化速度等重要無量綱參數(shù)均保持一致。采用有限元軟件ADINA 對(duì)各柱體流激振動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,... 

【文章來源】：長沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 流激振動(dòng)
        1.2.2 能量轉(zhuǎn)換
        1.2.3 圓柱流激振動(dòng)
        1.2.4 不同截面形狀柱體流激振動(dòng)
        1.2.5 存在的問題
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 基本理論與研究方法
    2.1 流激振動(dòng)基本理論
    2.2 主要無量綱參數(shù)
    2.3 本文研究方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 數(shù)值模型建立與驗(yàn)證
    3.1 基本控制方程
        3.1.1 流體動(dòng)力學(xué)方程
        3.1.2 湍流模型
        3.1.3 柱體振動(dòng)方程
        3.1.4 流固耦合模型
    3.2 數(shù)值計(jì)算方法
        3.2.1 有限體積離散
        3.2.2 離散格式
        3.2.3 流固耦合求解
    3.3 計(jì)算區(qū)域及網(wǎng)格劃分
    3.4 能量轉(zhuǎn)換功率及效率計(jì)算
    3.5 數(shù)值模型驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第四章 不同截面形狀柱體流激振動(dòng)數(shù)值模擬
    4.1 不同截面形狀柱體振動(dòng)響應(yīng)分析
        4.1.1 位移時(shí)程曲線及頻譜分析
        4.1.2 振幅比
        4.1.3 頻率比
    4.2 不同截面形狀柱體尾流漩渦形態(tài)
        4.2.1 圓柱的尾流漩渦形態(tài)
        4.2.2 方柱的尾流漩渦形態(tài)
        4.2.3 類梯形柱的尾流漩渦形態(tài)
        4.2.4 梯形柱的尾流漩渦形態(tài)
        4.2.5 T字形柱的尾流漩渦形態(tài)
    4.3 不同截面形狀柱體水動(dòng)力特性
        4.3.1 升力系數(shù)
        4.3.2 阻力系數(shù)
        4.3.3 升阻系數(shù)比
    4.4 不同截面形狀柱體能量轉(zhuǎn)換分析
        4.4.1 能量獲取功率
        4.4.2 能量轉(zhuǎn)換效率
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A (攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄)
附錄B (攻讀學(xué)位期間從事科研項(xiàng)目目錄)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]多柱體系統(tǒng)靜止繞流與渦激振動(dòng)的試驗(yàn)及數(shù)值研究[D]. 高洋洋.中國海洋大學(xué) 2011

碩士論文
[1]不同截面形狀柱體流致振動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 胡德江.重慶大學(xué) 2016
[2]潮流能轉(zhuǎn)換裝置阻尼條件下圓柱振子渦激振動(dòng)現(xiàn)象研究[D]. 武爽.中國海洋大學(xué) 2015
[3]不同截面形狀柱體流致振動(dòng)及能量轉(zhuǎn)換特性[D]. 李恒.重慶大學(xué) 2015
[4]近流線型斷面渦激振動(dòng)數(shù)值模擬[D]. 郭春平.長安大學(xué) 2012
[5]圓柱和方柱繞流及矩形柱渦激振動(dòng)的二維數(shù)值分析[D]. 余化軍.天津大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3198171