隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,世界各國(guó)都在面臨著地球不可再生資源日益不足的難題,尋找可替代綠色能源已經(jīng)成為很多國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的方向。在諸多新型可再生能源中,海洋洋流能源以其規(guī)模龐大、分布廣泛、蘊(yùn)藏量豐富等優(yōu)勢(shì)備受各國(guó)能源開(kāi)發(fā)者青睞。目前對(duì)海流能的利用主要采取的水下渦輪機(jī)的模式,但水下渦輪機(jī)啟動(dòng)流速均大于2m/s,其應(yīng)用受到了限制。因此基于流致振動(dòng)技術(shù)的低流速海流能發(fā)電得到了更多的關(guān)注和發(fā)展。本文從單約束圓柱海流能渦激振動(dòng)發(fā)電原理研究出發(fā),通過(guò)建立單約束圓柱體物理模型,進(jìn)行CFD數(shù)值模擬研究,對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析。利用開(kāi)發(fā)的雙自由度圓柱振子渦激振動(dòng)捕能效率分析軟件對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析。本文主要工作內(nèi)容如下:（1）文章采用一種新穎的單約束圓柱裝置,通過(guò)簡(jiǎn)化模型,將其轉(zhuǎn)化為單圓柱繞流和流固耦合振動(dòng)問(wèn)題,采用N-S方程作為不可壓縮粘性流體的控制方程,通過(guò)流體軟件CFX對(duì)單約束圓柱渦激振動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,研究選取兩種雷諾數(shù)（Re=224,3900）,對(duì)不可壓縮粘性流體中的單個(gè)固定圓柱繞流和彈性支撐剛性單圓柱體分別進(jìn)行了數(shù)值模擬。在圓柱體數(shù)值模擬研究中得到了單圓柱受力云圖、流速分布圖,壓力系數(shù),升阻力... 

【文章來(lái)源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題的理論意義和實(shí)用價(jià)值
    1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 圓柱體渦激振動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展
        1.2.2 渦激振動(dòng)數(shù)值模擬研究進(jìn)展
        1.2.3 基于渦激振動(dòng)獲取海流能的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作內(nèi)容
    1.4 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 渦激振動(dòng)基本理論分析及數(shù)值模擬概述
    2.1 渦激振動(dòng)基本理論分析
        2.1.1 渦激振動(dòng)的基本理論
        2.1.2 渦激振動(dòng)相關(guān)無(wú)量綱參數(shù)
    2.2 基于流固耦合數(shù)值模擬方法概述
        2.2.1 不可壓縮流體控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 數(shù)值求解方法
        2.2.4 雙向流固耦合求解
    2.3 邊界層
    2.4 半經(jīng)驗(yàn)型圓柱體渦激振動(dòng)模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 圓柱體繞流數(shù)值模擬計(jì)算
    3.1 引言
    3.2 建立計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分
        3.2.1 計(jì)算模型
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
    3.3 流體邊界和運(yùn)行參數(shù)設(shè)置
        3.3.1 流體邊界設(shè)置
        3.3.2 運(yùn)行參數(shù)設(shè)置
    3.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        3.4.1 圓柱體的受力情況
        3.4.2 流場(chǎng)的流速分布
    3.5 本章小結(jié)
第4章 單約束圓柱體渦激振動(dòng)數(shù)值模擬研究
    4.1 引言
    4.2 建立計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分
        4.2.1 計(jì)算模型
        4.2.2 網(wǎng)格劃分
    4.3 網(wǎng)格以及時(shí)間步長(zhǎng)的可靠性驗(yàn)證
        4.3.1 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
        4.3.2 時(shí)間步長(zhǎng)選擇及可靠性驗(yàn)證
    4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        4.4.1 圓柱體的受力情況
        4.4.2 圓柱體位移時(shí)程曲線
        4.4.3 圓柱體的尾流漩渦形態(tài)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 單約束圓柱渦激振動(dòng)中獲取能量的參數(shù)分析
    5.1 引言
    5.2 能量捕獲效率分析
    5.3 約化速度的取值范圍
    5.4 系統(tǒng)阻尼比對(duì)捕能效率的影響
        5.4.1 算例驗(yàn)證
        5.4.2 系統(tǒng)阻尼比的結(jié)果分析
    5.5 質(zhì)量比對(duì)捕能效率的影響
        5.5.1 算例驗(yàn)證
        5.5.2 質(zhì)量比的結(jié)果分析
    5.6 質(zhì)量阻尼比對(duì)捕獲效率的影響
    5.7 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3298101