本文關(guān)鍵詞：軸流懸浮式潮流能水輪機(jī)流固耦合研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,全球?qū)δ茉吹男枨罅考眲≡鲩L。由于傳統(tǒng)化石能源的過度消耗以及由此產(chǎn)生的環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重,世界上許多國家開始對(duì)可再生能源如海洋能等相關(guān)能源進(jìn)行研究與應(yīng)用開發(fā)。其中潮流能以其可預(yù)測性、能量密度高且流速平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為人們的關(guān)注熱點(diǎn)。本文提出一種新型懸浮式軸流潮流能水輪機(jī)結(jié)構(gòu),對(duì)其尺寸大小進(jìn)行初步設(shè)計(jì),將商業(yè)軟件ANSYS Workbench和ANSYS CFX相結(jié)合,對(duì)葉輪及水輪機(jī)整體進(jìn)行流-固耦合分析。具體內(nèi)容分為以下幾方面:首先,根據(jù)有關(guān)理論及實(shí)際工況,進(jìn)行水平軸潮流能發(fā)電裝置的方案設(shè)計(jì),利用三維設(shè)計(jì)軟件CATIA建立了整機(jī)結(jié)構(gòu)的三維模型,包括葉片以及導(dǎo)流罩的外型設(shè)計(jì)。采用CFD數(shù)值仿真方法分別對(duì)單個(gè)葉輪、兩軸間距為1.8倍葉輪直徑的平行布置雙轉(zhuǎn)子水輪機(jī)模型進(jìn)行水動(dòng)力性能分析�；谇捌谘芯砍晒�(shí)驗(yàn)樣機(jī),進(jìn)行了物理模型實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證了數(shù)值仿真方法的有效性。其次,對(duì)基于數(shù)值模擬的流固耦合方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,引入了單向流固耦合與雙向流固耦合的概念。采用兩種流固耦合方法,對(duì)在不同工況下懸浮式潮流能水輪機(jī)和單葉輪的靜應(yīng)力進(jìn)行了計(jì)算。最后,對(duì)單葉輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行濕模態(tài)分析,得到水介質(zhì)中葉輪的固有頻率與振型�；谀B(tài)分析結(jié)果對(duì)葉輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行諧響應(yīng)分析,驗(yàn)證其是否能夠承受由結(jié)構(gòu)共振所引起的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)應(yīng)力;對(duì)葉輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行瞬態(tài)響應(yīng)分析,從時(shí)域角度分析葉片在水流激振力作用下表面危險(xiǎn)點(diǎn)處的振動(dòng)分布規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：潮流能水輪機(jī) 流固耦合 物理模型實(shí)驗(yàn) 濕模態(tài)分析 瞬態(tài)響應(yīng)分析
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK730.1
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 潮流能水輪機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 水輪機(jī)流固耦合理論國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 目的與意義17
• 1.4 工作內(nèi)容17-19
• 第二章 軸流懸浮式潮流能發(fā)電裝置方案設(shè)計(jì)19-42
• 2.1 軸流懸浮式潮流能發(fā)電裝置總體方案設(shè)計(jì)19
• 2.2 水輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)19-26
• 2.2.1 葉素-動(dòng)量理論(BEM Theory)20-21
• 2.2.2 葉片設(shè)計(jì)理論21
• 2.2.3 設(shè)計(jì)參數(shù)確定21-26
• 2.3 導(dǎo)流罩設(shè)計(jì)及性能研究26-39
• 2.3.1 導(dǎo)流罩工作原理26-27
• 2.3.2 導(dǎo)流罩型線設(shè)計(jì)27-29
• 2.3.3 導(dǎo)流罩性能數(shù)值模擬及分析29-33
• 2.3.4 加裝導(dǎo)流罩葉輪水動(dòng)力性能數(shù)值模擬及分析33-39
• 2.4 物理模型驗(yàn)證試驗(yàn)39-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第三章 水輪機(jī)的流固耦合靜力學(xué)分析42-60
• 3.1 引言42
• 3.2 基于數(shù)值模擬的流固耦合實(shí)現(xiàn)方法42-47
• 3.2.1 流固耦合分析基礎(chǔ)42-44
• 3.2.2 基于ANSYS流固耦合實(shí)現(xiàn)方法44-47
• 3.3 水輪機(jī)的靜力學(xué)分析47-58
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算方法48-49
• 3.3.2 ANSYS流固耦合實(shí)現(xiàn)流程49-54
• 3.3.3 計(jì)算結(jié)果分析54-58
• 3.4 本章小結(jié)58-60
• 第四章 基于流固耦合的水輪機(jī)葉片振動(dòng)分析60-72
• 4.1 引言60
• 4.2 葉片的振動(dòng)分析理論基礎(chǔ)60-63
• 4.2.1 模態(tài)分析基本理論及計(jì)算方法60-62
• 4.2.2 諧響應(yīng)分析的基礎(chǔ)理論及計(jì)算方法62-63
• 4.2.3 瞬態(tài)響應(yīng)分析的基本理論及計(jì)算方法63
• 4.3 水輪機(jī)葉輪的模態(tài)分析63-66
• 4.3.1 單葉輪分析模型的建立64
• 4.3.2 單葉輪模態(tài)分析結(jié)果分析64-66
• 4.4 水輪機(jī)葉輪的諧響應(yīng)分析66-68
• 4.5 水輪機(jī)葉輪的瞬態(tài)響應(yīng)分析68-70
• 4.6 本章小結(jié)70-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-79
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果79

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：296843