目前我國關(guān)于環(huán)保深水網(wǎng)箱的研究由于其自動化控制系統(tǒng)難以解決電能供給問題而發(fā)展滯后。因此有必要提出一種具有較高發(fā)電量和發(fā)電效率的潮流能捕獲裝置,該裝置要求能在低流速下正常工作以適應(yīng)深水網(wǎng)箱的供電需求。本文主要做了以下工作:首先,對深水網(wǎng)箱系統(tǒng)的電能消耗進(jìn)行分析,并根據(jù)深水網(wǎng)箱安置海域的水文狀況建立半月周期的潮流能水輪機(jī)發(fā)電量數(shù)學(xué)模型,同時對潮流能捕獲葉輪的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析比較,選擇帶導(dǎo)流罩的水平軸式葉輪作為該深水網(wǎng)箱的潮流能捕獲葉輪。其次,根據(jù)CFD仿真計算原理分析潮流能捕獲裝置所處的流場流體性質(zhì),并且建立潮流能水輪機(jī)三維流體動力學(xué)分析模型。結(jié)合BEM理論,建立預(yù)測水輪機(jī)捕能系數(shù)和軸向力系數(shù)的數(shù)學(xué)模型,初步總結(jié)水輪機(jī)水動力性能。然后,根據(jù)深水網(wǎng)箱的用電需求對用于水輪機(jī)葉輪的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,并對整個潮流能發(fā)電裝置的水動力特性進(jìn)行分析,得出不同的導(dǎo)流罩參數(shù)對潮流能水輪機(jī)性能的影響。在保證滿足深水網(wǎng)箱的用電需求的前提下,選擇適當(dāng)?shù)乃啓C(jī)導(dǎo)流罩。最后,對處于不同工況下的帶導(dǎo)流罩的葉輪進(jìn)行流固耦合分析,得到了水輪機(jī)葉輪對應(yīng)的捕獲功率、軸向推力、捕能系數(shù)和推力系數(shù)等曲線。并對葉輪結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了分... 

【文章來源】：浙江海洋大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 世界深水網(wǎng)箱研發(fā)情況
        1.2.1 他國深水網(wǎng)箱研發(fā)情況
        1.2.2 國內(nèi)深水網(wǎng)箱發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 潮流能概述
        1.2.1 國外潮流能發(fā)電現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)潮流能發(fā)電現(xiàn)狀
    1.4 論文研究目標(biāo)和技術(shù)路線
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 研究方案和技術(shù)路線
    1.5 本章小結(jié)
第二章 深水網(wǎng)箱工況分析
    2.1 自動化深水網(wǎng)箱系統(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 潮流能水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)概述
        2.3.1 葉輪結(jié)構(gòu)形式的選擇分析
        2.3.2 潮流能水輪機(jī)捕能初步分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 潮流能水輪機(jī)流場分析
    3.1 潮流能捕獲葉輪所在流場的性質(zhì)分析
        3.1.1 理想流體和黏性流體
        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力學(xué)建模
        3.2.1 葉輪所在流場的控制方程
        3.2.2 利用有限體積法對控制方程的離散
    3.3 潮流能捕獲葉輪的計算模型分析
        3.3.1 動量理論
        3.3.2 葉素理論
        3.3.3 葉素-動量理論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 潮流能水輪機(jī)的性能分析
    4.1 水輪機(jī)葉輪計算模型和網(wǎng)格參數(shù)
    4.2 葉輪流速特性的流固耦合分析
        4.2.1 不同流速下水輪機(jī)水動力性能分析
        4.2.2 不同流速下水輪機(jī)結(jié)構(gòu)性能分析
    4.3 葉輪轉(zhuǎn)速特性的流固耦合分析
        4.3.1 不同轉(zhuǎn)速下水輪機(jī)水動力性能分析
        4.3.2 不同轉(zhuǎn)速下水輪機(jī)結(jié)構(gòu)性能分析
    4.4 本章小節(jié)
第五章 帶導(dǎo)流罩的水輪機(jī)水動力分析
    5.1 導(dǎo)流罩原理及其計算模型參數(shù)
    5.2 導(dǎo)流罩類型分析
    5.3 帶導(dǎo)流罩的水輪機(jī)水動力性能分析
    5.4 帶導(dǎo)流罩的水輪機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)性能
    5.5 本章小節(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 對后續(xù)研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]潮流能水平軸水輪機(jī)葉片優(yōu)化及水動力性能研究[D]. 陳存福.中國海洋大學(xué) 2012
[3]潮流能發(fā)電場尾流場數(shù)值模擬及其多機(jī)組影響規(guī)律研究[D]. 安佰娜.中國海洋大學(xué) 2012
[4]水平軸潮流能發(fā)電機(jī)械葉片設(shè)計及特性分析[D]. 徐學(xué)濤.浙江大學(xué) 2012
[5]水平軸潮流水輪機(jī)葉片設(shè)計和模型試驗研究[D]. 王儉超.中國海洋大學(xué) 2011



本文編號：3151715