發(fā)布時(shí)間：2021-03-26 23:50

　　目前深水網(wǎng)箱由于缺乏電能供給而無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,因此提出一種低流速下總體發(fā)電量高的潮流能捕獲系統(tǒng),為深水網(wǎng)箱提供能量。針對(duì)深水網(wǎng)箱中的潮流能捕獲葉輪,本文進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì),并主要做了以下研究：對(duì)深水網(wǎng)箱的所處海域水文條件進(jìn)行分析,建立半月周期的潮流能捕獲葉輪總體發(fā)電量數(shù)學(xué)模型。對(duì)潮流能捕獲葉輪的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析比較,初步設(shè)計(jì)了s型葉輪作為該深水網(wǎng)箱的潮流能捕獲葉輪。建立了二維s型葉輪在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型,并利用CFD計(jì)算軟件對(duì)其進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算,得出S型葉輪的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩系數(shù)曲線,并以此對(duì)葉輪的階數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí),根據(jù)流場(chǎng)仿真分析,驗(yàn)證了單個(gè)S型葉輪作為深水網(wǎng)箱阻流措施的流速緩沖效果。根據(jù)深水網(wǎng)箱的用電需求對(duì)潮流能捕獲葉輪的總體尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì),并對(duì)整個(gè)潮流能發(fā)電裝置在海水中的受力情況進(jìn)行分析校核,設(shè)計(jì)了合適的錨泊系統(tǒng)對(duì)該裝置進(jìn)行定位。通過(guò)以上分析設(shè)計(jì),制作了S型葉輪模型及配套實(shí)驗(yàn)裝置在水槽中進(jìn)行測(cè)試,實(shí)驗(yàn)得出葉輪空載時(shí)在流速不到0.3m/s就可以啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),但能量利用率有待改善。在深水網(wǎng)箱系統(tǒng)中,利用潮流能捕獲葉輪為網(wǎng)箱提供能量并緩沖水流對(duì)網(wǎng)箱的沖擊,這對(duì)深水網(wǎng)箱的產(chǎn)業(yè)化發(fā)... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
插圖和附表清單
1 緒論
    1.1 國(guó)內(nèi)外深水網(wǎng)箱概況
        1.1.1 國(guó)外深水網(wǎng)箱發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.2 國(guó)內(nèi)深水網(wǎng)箱發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 潮流能概述
        1.2.1 國(guó)外潮流能發(fā)電現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)潮流能發(fā)電現(xiàn)狀
    1.3 論文研究目標(biāo)和技術(shù)路線
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
        1.3.3 研究方案和技術(shù)路線
    1.4 本章小結(jié)
2 深水網(wǎng)箱中潮流能捕獲葉輪的工況分析與初步設(shè)計(jì)
    2.1 抗風(fēng)浪智能深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖系統(tǒng)介紹
        2.1.1 深水網(wǎng)箱系統(tǒng)用電裝置
        2.1.2 深水網(wǎng)箱能量供給系統(tǒng)
        2.1.3 深水網(wǎng)箱固定系統(tǒng)
    2.2 深水網(wǎng)箱工況分析
        2.2.1 用電需求分析
        2.2.2 深水網(wǎng)箱所處流域分析
    2.3 潮流能捕獲葉輪的結(jié)構(gòu)分析
        2.3.1 葉輪型式的分類(lèi)
        2.3.2 潮流能捕獲葉輪評(píng)價(jià)系數(shù)
        2.3.3 葉輪能量捕獲的分析比較
    2.4 本章小結(jié)
3 深水網(wǎng)箱中潮流能捕獲葉輪在流場(chǎng)中的分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 潮流能捕獲葉輪所在流場(chǎng)的性質(zhì)分析
        3.1.1 理想流體和粘性流體
        3.1.2 可壓縮流體與不可壓縮流體
        3.1.3 定常流與非定常流
        3.1.4 層流與湍流
    3.2 潮流能捕獲葉輪的流體動(dòng)力學(xué)建模
        3.2.1 葉輪所在流場(chǎng)的控制方程
        3.2.2 利用有限體積法對(duì)控制方程的離散
    3.3 潮流能捕獲葉輪CFD流體分析計(jì)算
        3.3.1 葉輪CAD仿真模型的建立
        3.3.2 葉輪模型網(wǎng)格劃分
        3.3.3 FLUENT計(jì)算
    3.4 仿真結(jié)果分析
        3.4.1 壓力場(chǎng)分析
        3.4.2 水流速度分析
        3.4.3 轉(zhuǎn)矩特性分析
    3.5 本章小結(jié)
4 深水網(wǎng)箱中潮流能捕獲葉輪的受力分析校核
    4.1 深水網(wǎng)箱中潮流能捕獲葉輪的最終結(jié)構(gòu)
        4.1.1 葉輪最終結(jié)構(gòu)及尺寸
        4.1.2 葉輪的裝配圖及加工方法
        4.1.3 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)與校核
        4.1.4 軸承的選擇與校核
    4.2 深水網(wǎng)箱中潮流能發(fā)電裝置的整體受力分析
        4.2.1 深水網(wǎng)箱生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)布置圖
        4.2.2 潮流能發(fā)電裝置錨泊系統(tǒng)受力分析
    4.3 潮流能發(fā)電裝置錨繩的布置方法
    4.4 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)
    5.2 模型實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 對(duì)后續(xù)研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果



本文編號(hào)：3102465