水平轴低速潮流发电机叶片的改进及出力规律研究

发布时间：2023-04-09 18:50

　　能源作为人类生产生活和国家发展的重要资源,随着传统能源的过度使用,造成的资源匮乏、气候变暖和环境污染等问题。因此寻找环保绿色的可再生资源成为全世界关注的热点。潮流能作为一种清洁、无污染可再生的绿色清洁能源得到了广泛的开发和利用。潮流大部分的时间处于低流速状态,因此研究在低速下提高潮流能的发电效率,具有很大的意义。叶片是潮流发电机的关键部分,是将潮流能转化为电能的关键因素,我们将航空翼尖小翼的方法运用在潮流发电机上,改进传统的叶片。论文主要工作如下:本文首先阐述潮流能研究的背景意义以及国内外潮流发电技术研究现状等,分析现阶段潮流发电机发展的情况和存在的问题,明确研究重点;其次介绍了设计叶片的经典理论,例如叶素理论、Wilson理论等,选取NACA4412翼型为基础翼型,运用Wilson理论设计优化叶片的几何参数,通过Matlab软件进行参数的计算,根据所得参数,运用Solidworks三维绘图软件建立潮流发电机叶片基本模型,并运用CFD方法对设计的叶片模型进行了流场仿真分析,研究潮流发电机的水动力性能。接着采用翼尖小翼装置对潮流发电机叶片进行改进,采用CFD数值模拟方法研究翼尖小翼倾斜角...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 潮流能发电的国内外研究现状
        1.2.1 国外潮流能发电现状
        1.2.2 国内潮流能发电现状
    1.3 水平轴潮流发电机的叶片研究现状
    1.4 水平轴潮流发电机的水动力性能研究现状
    1.5 本文的主要工作内容
2 叶片设计基本理论
    2.1 贝茨理论
    2.2 叶素理论
    2.3 改进动量理论
    2.4 叶素—动量理论
    2.5 Wilson理论
    2.6 本章小结
3 潮流发电机叶片设计
    3.1 叶片参数选取
        3.1.1 设计直径和输出功率
        3.1.2 叶尖速比与叶片数目
        3.1.3 叶片翼型
    3.2 叶片水动力外形设计
        3.2.1 叶展方向的设计
        3.2.2 叶片翼型的坐标变换
        3.2.3 叶片的三维建模
    3.3 本章小结
4 潮流发电机叶片的数值仿真研究
    4.1 流体力学理论
    4.2 FLUENT软件介绍
    4.3 潮流发电机数值模拟研究
        4.3.1 流场的建立
        4.3.2 网格划分
        4.3.3 分析处理
        4.3.4 仿真结果分析
    4.4 潮流发电机叶片改进的研究
        4.4.1 翼尖小翼概念与工作原理
        4.4.2 叶片的改进后水动力性能的研究
    4.5 本章小结
5 水平轴潮流发电机发电性能的实验研究
    5.1 实验方案
    5.2 实验设备及原理
        5.2.1 实验设备
        5.2.2 实验原理
    5.3 磁悬浮水平轴潮流发电机发电性能的实验研究
        5.3.1 不同水流速度下的潮流发电机性能
        5.3.2 磁悬浮装置对潮流发电机的影响
        5.3.3 不同叶片数的潮流发电机性能
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果



本文编号：3787549