Tocardo水轮机水动力性能研究
发布时间：2021-05-18 21:17
随着人们日益觉醒的环保意识,空前巨大的能源压力,清洁可再生能源得到了更多的关注。相对于较成熟的风能技术,潮流能日益成为可选择的开采对象。国内目前潮流能技术主要处在转化阶段,深入研究水轮机开发技术对实现国家重大战略规划意义重大。国内丰富的潮流能开发资源都集中在中国近海岸附近,为研究机构提供了充足的实验基地。目前国内研发的水平轴水轮机多为升力型水轮机,类似Tocardo水轮机的研究极少。本文受重庆齿轮箱有限责任公司委托,围绕荷兰Tocardo公司和Teamwork Technology BV公司联合研发的水平轴潮流能发电设备Aqua Offshore的能量转换机构,本文简称Tocardo水轮机,采用解析和数值模拟的方法对该类型水轮机的水动力特性进行了分析研究。考虑Tocardo水轮机几何模型与升力型水轮机的区别,本文在升力型水轮机BEM理论的基础上,提出了非升力型水轮机BEM理论,即非升力型BEM计算方法。为更好地研究Tocardo水轮机性能,在相同工况下,本文应用BEM理论设计出一款升力型水轮机作为参照与Tocardo水轮机工作特性进行对比。其次,应用非升力型方法评估Tocardo水轮机...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 全球海洋能发展状况
1.3 国内外潮流能分布
1.3.1 国外潮流能分布
1.3.2 国内潮流能分布
1.4 国内外水轮机研究现状
1.4.1 国外水轮机研究现状
1.4.2 国内水轮机研究现状
1.5 问题提出
1.6 本文研究内容
2 基本理论与方法
2.1 BEM理论
2.1.1 引言
2.1.2 BEM理论
2.1.3 叶片设计方法
2.1.4 叶尖修正
2.1.5 叶根修正
2.1.6 Prandtl修正的影响
2.2 水轮机设计流程与特点
2.3 数值模拟方法
2.4 文章小结
3 Tocardo水轮机的BEM分析
3.1 引言
3.2 水轮机翼型
3.3 Tocardo水轮机几何特性
3.4 Tocardo水轮机计算流程
3.5 Tocardo水轮机翼型探究
3.6 Tocardo水轮机工作特性分析
3.6.1 4 m/s来流工况
3.6.2 2 m/s来流工况
3.7 叶片光顺后的Tocardo水轮机工作特性分析
3.7.1 4 m/s来流工况
3.7.2 2 m/s来流工况
3.8 基于局部修正的Tocardo水轮机工作特性分析
3.8.1 局部修正介绍
3.8.2 4 m/s来流工况
3.8.3 2 m/s来流工况
3.9 基于功率修正的Tocardo水轮机工作特性分析
3.10 本章小结
4 Tocardo水轮机的CFD分析
4.1 引言
4.2 MFR控制方程
4.3 模型设置
4.3.1 计算模型
4.3.2 网格收敛性验证
4.4 CFD结果分析
4.4.1 工作特性曲线
4.4.2 尾流分布
4.4.3 特征截面速度分布
4.4.4 叶片表面压力分布
4.5 本章小结
5 BEM与CFD方法结果对比分析
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国海洋能产业空间布局研究[J]. 彭洪兵,吴姗姗,麻常雷,武贺. 海洋技术学报. 2017(04)
[2]叶素动量理论（BEM）实现方法讨论[J]. 柳青. 中国科技信息. 2016(18)
[3]水平轴潮流能水轮机数值模拟方法对比分析[J]. 廖微,王兵振,张巍,段云琪. 海洋技术学报. 2016(01)
[4]潮流能研究现状2013[J]. 张亮,李新仲,耿敬,张学伟. 新能源进展. 2013(01)
[5]竖轴潮流能水轮机实验台设计及水动力性能测试[J]. 赵广,郭嘉楠,刘艳,宿晓辉,孙涛,杨冉升. 太阳能学报. 2013(07)
[6]k-ω SST两方程湍流模型中参数影响的初步分析[J]. 周宇,钱炜祺,邓有奇,马明生. 空气动力学学报. 2010(02)
硕士论文
[1]DUTTCTH120水平轴潮流能水轮机叶片设计与分析[D]. 张慧颖.大连理工大学 2016
[2]水平轴潮流能发电水轮机尾流场效应及其影响规律研究[D]. 王丹丹.中国海洋大学 2015
[3]应用PimpleDyMFoam的水平轴潮流能水轮机数值计算研究[D]. 张凯琳.大连理工大学 2013
[4]竖轴潮流水轮机水动力性能的实验与数值研究[D]. 杨冉升.大连理工大学 2013
[5]潮流能资源调查与评估标准研究[D]. 吕忻.中国海洋大学 2011
本文编号：3194497
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 全球海洋能发展状况
1.3 国内外潮流能分布
1.3.1 国外潮流能分布
1.3.2 国内潮流能分布
1.4 国内外水轮机研究现状
1.4.1 国外水轮机研究现状
1.4.2 国内水轮机研究现状
1.5 问题提出
1.6 本文研究内容
2 基本理论与方法
2.1 BEM理论
2.1.1 引言
2.1.2 BEM理论
2.1.3 叶片设计方法
2.1.4 叶尖修正
2.1.5 叶根修正
2.1.6 Prandtl修正的影响
2.2 水轮机设计流程与特点
2.3 数值模拟方法
2.4 文章小结
3 Tocardo水轮机的BEM分析
3.1 引言
3.2 水轮机翼型
3.3 Tocardo水轮机几何特性
3.4 Tocardo水轮机计算流程
3.5 Tocardo水轮机翼型探究
3.6 Tocardo水轮机工作特性分析
3.6.1 4 m/s来流工况
3.6.2 2 m/s来流工况
3.7 叶片光顺后的Tocardo水轮机工作特性分析
3.7.1 4 m/s来流工况
3.7.2 2 m/s来流工况
3.8 基于局部修正的Tocardo水轮机工作特性分析
3.8.1 局部修正介绍
3.8.2 4 m/s来流工况
3.8.3 2 m/s来流工况
3.9 基于功率修正的Tocardo水轮机工作特性分析
3.10 本章小结
4 Tocardo水轮机的CFD分析
4.1 引言
4.2 MFR控制方程
4.3 模型设置
4.3.1 计算模型
4.3.2 网格收敛性验证
4.4 CFD结果分析
4.4.1 工作特性曲线
4.4.2 尾流分布
4.4.3 特征截面速度分布
4.4.4 叶片表面压力分布
4.5 本章小结
5 BEM与CFD方法结果对比分析
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国海洋能产业空间布局研究[J]. 彭洪兵,吴姗姗,麻常雷,武贺. 海洋技术学报. 2017(04)
[2]叶素动量理论（BEM）实现方法讨论[J]. 柳青. 中国科技信息. 2016(18)
[3]水平轴潮流能水轮机数值模拟方法对比分析[J]. 廖微,王兵振,张巍,段云琪. 海洋技术学报. 2016(01)
[4]潮流能研究现状2013[J]. 张亮,李新仲,耿敬,张学伟. 新能源进展. 2013(01)
[5]竖轴潮流能水轮机实验台设计及水动力性能测试[J]. 赵广,郭嘉楠,刘艳,宿晓辉,孙涛,杨冉升. 太阳能学报. 2013(07)
[6]k-ω SST两方程湍流模型中参数影响的初步分析[J]. 周宇,钱炜祺,邓有奇,马明生. 空气动力学学报. 2010(02)
硕士论文
[1]DUTTCTH120水平轴潮流能水轮机叶片设计与分析[D]. 张慧颖.大连理工大学 2016
[2]水平轴潮流能发电水轮机尾流场效应及其影响规律研究[D]. 王丹丹.中国海洋大学 2015
[3]应用PimpleDyMFoam的水平轴潮流能水轮机数值计算研究[D]. 张凯琳.大连理工大学 2013
[4]竖轴潮流水轮机水动力性能的实验与数值研究[D]. 杨冉升.大连理工大学 2013
[5]潮流能资源调查与评估标准研究[D]. 吕忻.中国海洋大学 2011
本文编号：3194497
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shuiwenshuili/3194497.html
