一种垂直轴平面片洋流发电模型的设计及数值模拟

发布时间：2021-02-17 04:54

　　随着经济的发展,人口的增加,社会生活水平的不断提高,人们对能源的需求迅速增长。在当前的能源结构中,我国现阶段所利用的主要能源是石油、天然气、煤炭等化石燃料,这些燃料属于不可再生能源。大量使用化石燃料,一方面导致其日渐枯竭,另一方面也带来了严重的环境问题。我国属于海洋大国,海洋资源丰富,洋流能作为一种清洁的可再生能源,具有分布广、储量大、无污染等特点,因此,如何利用洋流能进行清洁可持续发电成为了世界各国的研究重点。水轮机作为洋流能能量转换的核心装备,本文以设计的垂直轴多叶片水轮机作为研究对象,对叶片以及水轮机单机在流场域中的流体动力性能进行了研究。文中首先在对水轮机现有研究的基础上,总结了垂直轴水轮机的优点,介绍了其结构特点以及工作原理,分别对水轮机叶片及整个叶轮的受力情况进行了分析,阐述了与水轮机水动力性能计算相关的贝兹理论模型与双盘面多流管理论模型。然后,针对水轮机的叶片翼型建立物理模型,对翼型在不同的流场域条件下进行了定常数值模拟计算,研究了叶片翼型在不同攻角以及不同流速下的绕流特征。随后,将水轮机与水槽组成的整体作为数值模拟的模型,在研究过程中忽略转轴以及横梁对流场分布的影响,将... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

洋流能发电装置分类Fig1.1Theclassificationofoceancurrentpowergenerationequipment

图 1.1 洋流能发电装置分类The classification of ocean current power generation涡轮机也称为轴流式叶轮涡轮机，其主轴获洋流中的动能进行发电[16]。功率输出取片进行控制。此外，水平轴水轮机从洋流，大多数洋流发电装置都采用水平轴涡轮

图 1.3 Gorlov 型水轮机Fig 1.3 Gorlov Helical Turbine电技术相比，洋流能发电技术刚刚起步，很多关键技目前为止只测试了少量的原型和演示装置，在全球范了洋流所含的巨大的能量后，世界上主要沿海国家开、英国、意大利、挪威和中国等国先后开展了洋流发电流发电技术研究进展流能发电技术研究进展洋流发电技术的探索始于上个世纪 70 年代左右。美国“Coriolis”方案，这个计划以特大型水力发电机组为在导管中，当海流流过导管时，该导管聚集大量的海通过水下电缆将电力输送到 Florida 并网。在该方案中口直径达到 160 米，安放于水下 35 米。该装置在流速

【参考文献】：
期刊论文
[1]多叶片垂直轴透平流体力学结构优化与仿真研究[J]. 崔堃,高雪峰.  电子技术与软件工程. 2018(20)
[2]基于UDF的水平轴潮流能水轮机被动旋转水动力性能研究[J]. 陈文鹏,刘胤超,陈立卫.  海洋工程. 2018(02)
[3]基于CFD技术的风机翼型多目标优化设计[J]. 潘洋洋,林瑞霖,刘伯运.  机电工程技术. 2018(01)
[4]基于双盘面多流管模型立轴风轮变桨方法研究[J]. 赵振宙,严畅,王同光,许波峰,曾冠毓.  机械工程学报. 2018(06)
[5]垂直轴潮流能水轮机直叶片流固耦合分析[J]. 李霆,陈兵.  海洋技术学报. 2017(05)
[6]我国化石能源清洁利用前景展望[J]. 胡徐腾.  化工进展. 2017(09)
[7]翼型水动绕流特性数值模拟分析[J]. 胡帅,宋文武,程伟,石建伟.  水电能源科学. 2017(06)
[8]轴流式水轮机叶片建模与优化[J]. 朱波,王幼民,赵天一.  井冈山大学学报(自然科学版). 2017(03)
[9]低雷诺数下翼型不同分离流态的大涡模拟[J]. 艾国远,叶建.  空气动力学学报. 2017(02)
[10]水轮机水动力效率性能优化方法研究[J]. 何杨,刘又文.  计算机仿真. 2017(02)

博士论文
[1]水平轴海流能发电机组载荷分析与控制技术研究[D]. 徐全坤.浙江大学 2015

硕士论文
[1]水平轴潮流能水轮机仿生鲨鱼鳍叶片的设计及水动力性能研究[D]. 高振.中国海洋大学 2015
[2]有弯度翼型垂直轴洋流发电机的数值模拟研究[D]. 卞逸峰.上海交通大学 2012
[3]垂直轴潮流水轮机水动力性能与数值模拟研究[D]. 成明.华北电力大学 2012
[4]柔性叶片水轮机获能区的研究及应用[D]. 尹克金.中国海洋大学 2010
[5]海流能发电及模拟装置的研制[D]. 张萧.东北师范大学 2009
[6]水轮机叶片水动力分析及翼型优化[D]. 容亮湾.哈尔滨工程大学 2006



本文编号：3037464