能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源,隨著化石燃料的日益短缺,各國(guó)都加大了新能源的開發(fā)。海流能作為一種可再生能源,豐富的蘊(yùn)藏量,以及相比于風(fēng)能更強(qiáng)的可預(yù)測(cè)性得到了廣泛的關(guān)注,借助成熟的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研究基礎(chǔ),用于捕獲海流動(dòng)能并將其轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備——海流能發(fā)電機(jī)組也得到了迅猛發(fā)展。海流能發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)需要依據(jù)機(jī)組受到的外部載荷進(jìn)行,研究并尋找適用于海流能載荷計(jì)算的快速準(zhǔn)確的方法十分重要,設(shè)計(jì)大功率等級(jí)的發(fā)電機(jī)組時(shí)將有助于合理布置機(jī)組材料用量,減小體積和質(zhì)量,并為機(jī)組機(jī)構(gòu)上的優(yōu)化提供依據(jù)。 論文分六個(gè)章節(jié),各章節(jié)內(nèi)容分述如下： 第一章論述了課題研究的背景和意義；介紹了國(guó)內(nèi)外海流能發(fā)電機(jī)組的進(jìn)展和海流能發(fā)電機(jī)組載荷計(jì)算的發(fā)展。 第二章介紹了海流能發(fā)電機(jī)組的載荷來(lái)源,分析了基于葉素動(dòng)量（BEM）和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）計(jì)算海流能載荷的方法,并將兩者計(jì)算結(jié)果對(duì)比,結(jié)果相差不大,但基于葉素動(dòng)量的計(jì)算方法由于計(jì)算量小,更適用于工程計(jì)算。 第三章依據(jù)第二章討論的結(jié)論,采用葉素動(dòng)量計(jì)算60kW海流能發(fā)電機(jī)組的水動(dòng)力學(xué)載荷,并利用有限元分析工具,對(duì)機(jī)組的關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 海流能發(fā)電機(jī)組的國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外海流能發(fā)電機(jī)械發(fā)展情況
        1.2.2 我國(guó)海流能發(fā)電機(jī)械發(fā)展情況
    1.3 海流能機(jī)組載荷計(jì)算的發(fā)展
        1.3.1 風(fēng)力機(jī)中關(guān)于載荷計(jì)算的方法
        1.3.2 海流能載荷計(jì)算方法
    1.4 課題的研究意義及研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
2 軸向勻速海流能機(jī)組載荷計(jì)算
    2.1 主要載荷概述
    2.2 基于BEM方法的載荷計(jì)算
        2.2.1 動(dòng)量理論
        2.2.2 葉素理論
        2.2.3 模型修正
        2.2.4 載荷計(jì)算方法
    2.3 基于CFD的流固耦合計(jì)算
        2.3.1 控制方程的建立
        2.3.2 ANSYS Workbench平臺(tái)介紹
        2.3.3 CFD仿真方法步驟
    2.4 計(jì)算結(jié)果及分析
        2.4.1 研究對(duì)象
        2.4.2 結(jié)果及分析
3 關(guān)鍵零部件載荷分析
    3.1 葉輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的有限元分析
        3.1.1 有限元模型的建立
        3.1.2 邊界條件及載荷的處理
        3.1.3 計(jì)算結(jié)果及分析
    3.2 機(jī)組箱體結(jié)構(gòu)分析
        3.2.1 箱體壁厚計(jì)算
        3.2.2 建立模型及網(wǎng)格劃分
        3.2.3 計(jì)算結(jié)果及分析
    3.3 主軸結(jié)構(gòu)分析
        3.3.1 建立分析模型
        3.3.2 劃分網(wǎng)格和施加載荷
        3.3.3 靜力學(xué)計(jì)算結(jié)果分析
        3.3.4 抗彎強(qiáng)度的改進(jìn)
    3.4 關(guān)鍵部件的模態(tài)分析
        3.4.1 模態(tài)分析理論
        3.4.2 葉片模態(tài)分析
        3.4.3 主軸模態(tài)分析
4 海流能機(jī)組的設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)
    4.1 機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 零部件裝配及機(jī)組臺(tái)架試驗(yàn)
        4.2.1 葉片受載試驗(yàn)
        4.2.2 葉片輪轂裝配
    4.3 整機(jī)機(jī)械傳動(dòng)測(cè)試
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)方案
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5 海流能載荷測(cè)試系統(tǒng)
    5.1 載荷測(cè)量系統(tǒng)組成
    5.2 測(cè)試系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)
        5.2.1 硬件設(shè)計(jì)
        5.2.2 軟件設(shè)計(jì)
    5.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)量標(biāo)定及結(jié)果分析
    5.4 小型實(shí)驗(yàn)機(jī)組性能場(chǎng)地測(cè)試
6 總結(jié)與展望
    6.1 課題及論文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3685225