考虑潮波作用的潮汐能贯流式水轮机的水力特性研究
发布时间：2022-12-10 08:18
潮汐能灯泡贯流式水轮机是开发海洋潮汐能的重要机械设备,该水轮机设备具有正反向运行的功能。在海洋波流条件影响下,潮汐能机组反向运行过程中的水动力性能变化是潮汐能机组研发过程中需要考虑的重要问题。为了获得潮汐波流对潮汐能机组反向水力性能的影响规律,本文针对动态波流边界条件下,潮汐能贯流式水轮机在反向工况运行时,机组内部流动特性开展了研究,主要研究内容包括以下几点:本文采用非线性二阶斯托克斯波对海洋潮波来流进行了模拟,建立了二阶斯托克斯波流边界下的潮汐贯流式水轮机性能分析模型,并以该模型为基础,对潮汐贯流式水轮机的内部流动特性开展了研究,对含波流和不含波流条件下的贯流式水轮机内部流动进行了数值模拟,对比分析了这两种边界条件对水轮机内部流场水力特性计算结果的影响;重点分析了在动态波流条件下,贯流式水轮机反向运行时内部的流动特性及压力脉动特性,并探讨了潮波的动态作用对贯流式水轮机运行稳定性的影响机理。研究结果表明:（1）计算流场考虑波流耦合作用后,7水质点运动轨迹呈螺旋式前进,不同于无波流条件的平直运动形态,使得流场内水体运动特征改变,导致过流部件受力特性也随之变化;（2）潮波与坝体发生碰撞后损...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 我国潮汐能发展概况
1.1.2 潮汐电站所用机组
1.2 海洋潮汐波动理论的研究概况
1.2.1 潮汐能双向贯流式水轮机的特点
1.2.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 考虑潮波的潮汐能贯流式水轮机结构及参数分析
2.1 水轮机工作原理与潮汐电站开发方式
2.2 海洋流动特点与波流模拟分析
2.3 近岸浅水区域海洋水质点输运特征
2.4 本章小结
3 数值模拟方法介绍
3.1 控制方程简介
3.2 湍流模型
3.2.1 标准k-ε模型
3.2.2 RNG k-ε模型
3.3 潮汐能贯流式水轮机数值模拟研究
3.4 水轮机几何模型的建立及网格划分
3.5 计算域及边界条件
3.6 数值计算合理性验证
3.7 本章小结
4 潮汐能灯泡贯流式水轮机总体工作特性及数值模拟研究
4.1 波流工况特征及计算工况设定
4.2 含波流条件与不含波流条件的区别
4.3 流动状态和流场变化特性分析对比
4.4 潮汐能贯流机组转轮桨叶受压变化
4.5 本章小结
5 潮汐能贯流式水轮机内流场特性研究
5.1 内流场波流条件的压力速度分析
5.2 含波流内流场脉动分析
5.3 内流场水体压力梯度分析
5.4 潮汐能贯流机组性质分析
5.5 各工况效率波动分析
5.6 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]发达国家海洋波浪能发展政策及其对我国的启示[J]. 王燕,农云霞,刘邦凡. 科技管理研究. 2017(10)
[2]基于能值分析的中国潮汐能发电可持续性研究——以浙江省江厦潮汐试验电站为例[J]. 唐守娟,张力小,庞明月,郝岩. 生态学杂志. 2017(04)
[3]海洋能开发利用的环境影响研究进展[J]. 欧玲,徐伟,董月娥,徐辉奋,杜敏. 海洋开发与管理. 2016(06)
[4]海洋能开发利用发展对策研究[J]. 麻常雷,夏登文. 海洋开发与管理. 2016(03)
[5]基于双向流固耦合的贯流式水轮机动力特性分析[J]. 郑小波,王玲军,翁凯. 农业工程学报. 2016(04)
[6]基于Orbit系统的中国海洋波浪能领域专利分析[J]. 张春文,潘艳丽,杨波,曾旻辉,吴平. 深圳职业技术学院学报. 2015(05)
[7]中国潮汐能资源评估与开发利用研究进展[J]. 武贺,王鑫,李守宏. 海洋通报. 2015(04)
[8]舟山海洋能开发对通航环境影响研究及海事监管对策[J]. 顾恩凯. 中国海事. 2015(04)
[9]印度机组设计特点及运行情况[J]. 詹积粮,张鹏程,王曰平. 水电站机电技术. 2015(02)
[10]灯泡贯流式水轮机全流道压力脉动数值模拟[J]. 钱忠东,魏巍,冯晓波. 水力发电学报. 2014(04)
博士论文
[1]轴流式水轮机转轮改造中的关键问题研究[D]. 姬晋廷.西安理工大学 2009
硕士论文
[1]贯流式水轮机非定常流动及稳定性研究[D]. 周义.华南理工大学 2014
[2]基于频域模型和时域模型的波浪能评估计算[D]. 魏茂兴.天津大学 2012
[3]我国海洋新能源开发与产业技术推进的国际合作研究[D]. 贤俊江.中国海洋大学 2012
[4]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
[5]海洋可再生能源开发法律制度研究[D]. 孙静雅.中国海洋大学 2011
[6]水平轴潮流发电水轮机最大功率捕获技术研究[D]. 厉文超.中国海洋大学 2011
[7]基于弱耦合的轴流式水轮机三维数值模拟[D]. 邵伟强.西安理工大学 2008
[8]灯泡贯流式水电站厂房三维静动力分析[D]. 单智杰.西安理工大学 2005
[9]摆线式和蹼板式水轮机水动力性能计算方法研究[D]. 张桂湘.哈尔滨工程大学 2002
本文编号：3716409
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 我国潮汐能发展概况
1.1.2 潮汐电站所用机组
1.2 海洋潮汐波动理论的研究概况
1.2.1 潮汐能双向贯流式水轮机的特点
1.2.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 考虑潮波的潮汐能贯流式水轮机结构及参数分析
2.1 水轮机工作原理与潮汐电站开发方式
2.2 海洋流动特点与波流模拟分析
2.3 近岸浅水区域海洋水质点输运特征
2.4 本章小结
3 数值模拟方法介绍
3.1 控制方程简介
3.2 湍流模型
3.2.1 标准k-ε模型
3.2.2 RNG k-ε模型
3.3 潮汐能贯流式水轮机数值模拟研究
3.4 水轮机几何模型的建立及网格划分
3.5 计算域及边界条件
3.6 数值计算合理性验证
3.7 本章小结
4 潮汐能灯泡贯流式水轮机总体工作特性及数值模拟研究
4.1 波流工况特征及计算工况设定
4.2 含波流条件与不含波流条件的区别
4.3 流动状态和流场变化特性分析对比
4.4 潮汐能贯流机组转轮桨叶受压变化
4.5 本章小结
5 潮汐能贯流式水轮机内流场特性研究
5.1 内流场波流条件的压力速度分析
5.2 含波流内流场脉动分析
5.3 内流场水体压力梯度分析
5.4 潮汐能贯流机组性质分析
5.5 各工况效率波动分析
5.6 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]发达国家海洋波浪能发展政策及其对我国的启示[J]. 王燕,农云霞,刘邦凡. 科技管理研究. 2017(10)
[2]基于能值分析的中国潮汐能发电可持续性研究——以浙江省江厦潮汐试验电站为例[J]. 唐守娟,张力小,庞明月,郝岩. 生态学杂志. 2017(04)
[3]海洋能开发利用的环境影响研究进展[J]. 欧玲,徐伟,董月娥,徐辉奋,杜敏. 海洋开发与管理. 2016(06)
[4]海洋能开发利用发展对策研究[J]. 麻常雷,夏登文. 海洋开发与管理. 2016(03)
[5]基于双向流固耦合的贯流式水轮机动力特性分析[J]. 郑小波,王玲军,翁凯. 农业工程学报. 2016(04)
[6]基于Orbit系统的中国海洋波浪能领域专利分析[J]. 张春文,潘艳丽,杨波,曾旻辉,吴平. 深圳职业技术学院学报. 2015(05)
[7]中国潮汐能资源评估与开发利用研究进展[J]. 武贺,王鑫,李守宏. 海洋通报. 2015(04)
[8]舟山海洋能开发对通航环境影响研究及海事监管对策[J]. 顾恩凯. 中国海事. 2015(04)
[9]印度机组设计特点及运行情况[J]. 詹积粮,张鹏程,王曰平. 水电站机电技术. 2015(02)
[10]灯泡贯流式水轮机全流道压力脉动数值模拟[J]. 钱忠东,魏巍,冯晓波. 水力发电学报. 2014(04)
博士论文
[1]轴流式水轮机转轮改造中的关键问题研究[D]. 姬晋廷.西安理工大学 2009
硕士论文
[1]贯流式水轮机非定常流动及稳定性研究[D]. 周义.华南理工大学 2014
[2]基于频域模型和时域模型的波浪能评估计算[D]. 魏茂兴.天津大学 2012
[3]我国海洋新能源开发与产业技术推进的国际合作研究[D]. 贤俊江.中国海洋大学 2012
[4]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
[5]海洋可再生能源开发法律制度研究[D]. 孙静雅.中国海洋大学 2011
[6]水平轴潮流发电水轮机最大功率捕获技术研究[D]. 厉文超.中国海洋大学 2011
[7]基于弱耦合的轴流式水轮机三维数值模拟[D]. 邵伟强.西安理工大学 2008
[8]灯泡贯流式水电站厂房三维静动力分析[D]. 单智杰.西安理工大学 2005
[9]摆线式和蹼板式水轮机水动力性能计算方法研究[D]. 张桂湘.哈尔滨工程大学 2002
本文编号：3716409
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