当前位置:主页 > 科技论文 > 水利工程论文 >

振荡翼式潮流能发电水轮机研究

发布时间:2018-05-04 23:02

  本文选题:振荡翼潮流发电水轮机 + 水动力学 ; 参考:《哈尔滨工程大学》2014年硕士论文


【摘要】:作为一种储量巨大、无污染的绿色可再生能源——海洋能的开发利用对于缓解化石能源枯竭所带来的能源问题有着重要的作用。潮流能是海洋能中最重要的组成之一,其开发有着很大的价值。潮流能发电水轮机是潮流能有效开发的工具,它能够将潮流的动能,部分的转化为电能。根据其叶轮获取能量方式的不同,主要分为水平轴、竖轴、横轴以及振荡翼型潮流能发电水轮机。本论文所研究的水轮机即为振荡翼潮流能发电水轮机,它利用振荡翼叶片的俯仰——升降耦合运动,采用双叶片串联叶轮形式,通过叶轮的往复摆动,实现潮流能进行获取的。本论文在对振荡翼式潮流能发电水轮机叶轮的设计基础上,对其运动进行研究,设计了水轮机的三级传动形式,即为“叶轮—二级整合机构—主传动机构”的结构形式。并且根据叶片俯仰的特点,设计了叶轮-叶片的同步运动结构。本文利用流体分析软件CFD对叶轮进行水动力环境下的数值模拟分析,得到叶轮的升阻力系数以及叶轮的力学特性,作为水轮机结构设计校核的依据。完善水轮机的结构设计,确定水轮机的的尺寸以及选配各个组件,并建立三维模型。通过有限元软件ANSYS Workbench对水轮机的叶轮的叶片、叶轮主轴以及传动轴进行静强度校核分析,对振荡翼水轮机主轴进行疲劳分析,以验证水轮机结构的稳定性。通过建立水轮机关键部件叶轮的有限元仿真模型,对其进行模态分析,得到叶轮、叶片以及整机的振荡特性,通过对比潮流频率以及自身运动频率,确保水轮机不会发生共振;运用模态叠加法,分析水轮机叶轮在叶轮质量不平衡载荷作用下的动态响应分析,验证结构的可靠性。
[Abstract]:As a kind of green renewable energy with huge reserves and no pollution, the exploitation and utilization of oceanic energy plays an important role in alleviating the energy problems caused by the depletion of fossil energy. Tidal current energy is one of the most important components of ocean energy, and its development is of great value. Power flow turbine is an effective tool for the development of power flow energy. It can convert the kinetic energy of power flow into electric energy. According to the different ways in which the impeller acquires energy, it is mainly divided into horizontal axis, vertical axis, horizontal axis and oscillating airfoil power flow generator. The hydraulic turbine studied in this paper is an oscillating wing power turbine, which uses the pitching and lifting coupling motion of the oscillating blade, adopts the form of double vane series impeller, and realizes the power flow energy acquisition by reciprocating and swinging of the impeller. In this paper, based on the design of the turbine impeller with oscillating wing power flow, the motion of the turbine is studied, and the three-stage transmission form of the turbine is designed, which is the structure form of "impeller-two-stage integrated mechanism-main drive mechanism". According to the pitching characteristics of the blade, the synchronous motion structure of the impeller-blade is designed. In this paper, the flow analysis software CFD is used to simulate and analyze the impeller in hydrodynamic environment, and the lift resistance coefficient and the mechanical characteristics of the impeller are obtained, which can be used as the basis for the structural design and checking of the turbine. Perfect the structure design of the turbine, determine the size of the turbine and select each component, and set up the three-dimensional model. The finite element software ANSYS Workbench is used to check and analyze the static strength of the blade, the impeller spindle and the drive shaft of the turbine impeller, and the fatigue analysis of the main shaft of the oscillating wing turbine is carried out to verify the stability of the turbine structure. By establishing the finite element simulation model of the impeller, the oscillation characteristics of the impeller, the blade and the whole turbine are obtained by modal analysis. By comparing the power flow frequency and its own motion frequency, the turbine will not have resonance. The modal superposition method is used to analyze the dynamic response of turbine impeller under the unbalance load of impeller mass to verify the reliability of the structure.
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TK730.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 逯建伟;王勇;谢玉东;;振荡翼捕获能量系统的流体动力性能[J];山东大学学报(工学版);2013年05期

2 罗超;王巍巍;杨江辉;韩笑;周楠;;海上平台在动设备影响下的振动分析研究[J];海洋石油;2012年04期

3 张俊秀;刘均松;江雯;刘鹏;曹玉梅;;基于ANSYS的桁架结构模态分析[J];宇航计测技术;2012年06期

4 李媛;康顺;;振荡翼型非定常气动特性数值模拟[J];工程热物理学报;2012年09期

5 段自豪;陈正寿;;潮流发电现状分析及未来展望[J];中国水运(下半月);2012年02期

6 王美令;韩清凯;;转盘偏置对转子系统动力学特性的影响研究[J];动力学与控制学报;2011年03期

7 李瑞忠;郗凤云;杨宁;邹劲松;;2010年世界能源供需分析——《BP世界能源统计2011》解读[J];当代石油石化;2011年07期

8 吕忻;郭佩芳;;我国潮流能资源开发评述[J];海洋湖沼通报;2011年01期

9 李莹莹;;中国石油发展现状、问题与前景分析[J];中国能源;2010年12期

10 李波;李龙;杨丽;杨雪林;肖玉平;;潮流能的利用及研究状况[J];太阳能;2010年09期

相关博士学位论文 前2条

1 赵海涛;浮力摆式波浪能装置的水动力性能研究[D];浙江大学;2012年

2 黎少辉;风机叶片流固耦合特性分析与故障诊断[D];中国矿业大学;2009年

相关硕士学位论文 前2条

1 王俊芳;二维振荡水翼的水动力特性分析[D];中国海洋大学;2013年

2 赵龙武;柔性叶片水轮机流体动力特性数值模拟研究[D];中国海洋大学;2009年



本文编号:1845053

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/shuiwenshuili/1845053.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户f3d59***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com