| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-36页 |
| 1.1 选题背景 | 第14-18页 |
| 1.1.1 清洁能源产业发展需求 | 第14-15页 |
| 1.1.2 河流动能利用装备开发需求 | 第15页 |
| 1.1.3 河流能资源开发潜力巨大 | 第15-18页 |
| 1.2 河流动能及分布 | 第18-19页 |
| 1.2.1 河流动能及特点 | 第18页 |
| 1.2.2 河流能资源蕴藏量及分布 | 第18-19页 |
| 1.3 水流获能装置技术研究现状 | 第19-29页 |
| 1.3.1 水平轴水轮机 | 第20-24页 |
| 1.3.2 垂直轴水轮机 | 第24-27页 |
| 1.3.3 振荡(摆动)式获能装置 | 第27-28页 |
| 1.3.4 其他获能装置 | 第28-29页 |
| 1.4 水流获能装置水动力研究进展 | 第29-34页 |
| 1.4.1 理论研究进展 | 第29-32页 |
| 1.4.2 试验研究进展 | 第32-34页 |
| 1.5 本文的主要工作内容 | 第34页 |
| 1.6 本文的创新点 | 第34-36页 |
| 第2章 摆式河流动能发电装置原理设计研究 | 第36-52页 |
| 2.1 摆式河流动能发电装置系统组成及总体方案 | 第36-41页 |
| 2.1.1 系统组成 | 第36-37页 |
| 2.1.2 总体方案 | 第37-41页 |
| 2.2 原型机的结构设计 | 第41-47页 |
| 2.2.1 获能部件 | 第41-42页 |
| 2.2.2 运动机构 | 第42-44页 |
| 2.2.3 传动系统 | 第44-46页 |
| 2.2.4 载体固定系统 | 第46-47页 |
| 2.2.5 换向机构 | 第47页 |
| 2.3 摆式河流动能发电装置性能实验设备和仪器 | 第47-50页 |
| 2.3.1 循环水槽 | 第47-48页 |
| 2.3.2 数据采集与分析系统 | 第48页 |
| 2.3.3 角位移传感器 | 第48-49页 |
| 2.3.4 应力和弯矩测量贴片 | 第49-50页 |
| 2.3.5 位移测量 | 第50页 |
| 2.4 实验内容及步骤 | 第50-51页 |
| 2.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 第3章 获能装置数值模拟方法 | 第52-72页 |
| 3.1 获能装置运动简化模型 | 第52-53页 |
| 3.2 叶片的运动及受力 | 第53-56页 |
| 3.2.1 叶片的运动分析 | 第53-55页 |
| 3.2.2 叶片的受力分析 | 第55-56页 |
| 3.3 获能装置CFD数值求解方法 | 第56-67页 |
| 3.3.1 基本控制方程 | 第57-58页 |
| 3.3.2 湍流模型 | 第58-63页 |
| 3.3.3 湍流数值计算方法 | 第63-65页 |
| 3.3.4 动网格计算方法 | 第65-67页 |
| 3.4 二维叶片水动力数值模拟及验证 | 第67-71页 |
| 3.4.1 二维叶片定常水动力数值模拟 | 第67-70页 |
| 3.4.2 二维叶片非定常水动力数值模拟 | 第70-71页 |
| 3.5 本章小结 | 第71-72页 |
| 第4章 设计特征参数影响分析 | 第72-98页 |
| 4.1 获能装置的数值求解 | 第72-75页 |
| 4.1.1 数学模型的建立 | 第72页 |
| 4.1.2 计算区域与网格 | 第72-73页 |
| 4.1.3 Fluent计算设置 | 第73-75页 |
| 4.2 获能装置性能影响因素分析 | 第75-96页 |
| 4.2.1 湍流模型的影响 | 第75-78页 |
| 4.2.2 雷诺数的影响 | 第78-79页 |
| 4.2.3 摆角速度的影响 | 第79-80页 |
| 4.2.4 初始偏角的影响 | 第80-81页 |
| 4.2.5 密实度(叶片数)的影响 | 第81-90页 |
| 4.2.6 叶片布置方式的影响 | 第90-96页 |
| 4.3 叶片瞬时水动力特性 | 第96-97页 |
| 4.4 本章小结 | 第97-98页 |
| 第5章 叶片水动力换向机理及数值模拟 | 第98-107页 |
| 5.1 换向体形状(正弦凸体、矩形凸体)对流场的干扰 | 第98-99页 |
| 5.2 换向过程水动力机理研究 | 第99-100页 |
| 5.3 换向体的水动力布局研究 | 第100-104页 |
| 5.3.1 矩形凸体位于上游的流场及叶片换向特性 | 第100-101页 |
| 5.3.2 矩形凸体位于中游的流场及叶片换向特性 | 第101-103页 |
| 5.3.3 矩形凸体位于下游及流场及叶片换向特性 | 第103-104页 |
| 5.4 改变换向摆轴(小轴)位置叶片换向的特性 | 第104-106页 |
| 5.5 本章小结 | 第106-107页 |
| 第6章 摆式河流动能发电装置试验研究 | 第107-127页 |
| 6.1 定常试验 | 第107-108页 |
| 6.2 试验与数值模拟结果的比较分析 | 第108-114页 |
| 6.2.1 固定偏角改变雷诺数的对比分析 | 第108-111页 |
| 6.2.2 固定雷诺数改变初始偏角的对比分析 | 第111-114页 |
| 6.3 叶片偏角对摆式河流动能发电装置性能的影响 | 第114-121页 |
| 6.3.1 固定负载改变偏角(小偏角)的影响 | 第114-118页 |
| 6.3.2 固定负载改变偏角(大偏角)的影响 | 第118-121页 |
| 6.4 改变负载对摆式河流动能发电装置性能的影响 | 第121-125页 |
| 6.5 原型机改进建议 | 第125页 |
| 6.6 本章小结 | 第125-127页 |
| 第7章 改进型摆式河流动能发电装置水动力性能研究 | 第127-140页 |
| 7.1 结构形式与工作原理 | 第127-128页 |
| 7.2 叶片运动与动力特性 | 第128-130页 |
| 7.3 水动力数值模拟 | 第130-134页 |
| 7.3.1 密实度的影响 | 第130-131页 |
| 7.3.2 安装偏角的影响 | 第131-132页 |
| 7.3.3 来流速度的影响 | 第132-133页 |
| 7.3.4 叶片间流场扰动研究 | 第133-134页 |
| 7.4 试验模型与测试方案 | 第134-136页 |
| 7.4.1 试验模型 | 第134-135页 |
| 7.4.2 测试设备 | 第135-136页 |
| 7.4.3 试验内容与方案 | 第136页 |
| 7.5 试验结果与分析 | 第136-139页 |
| 7.5.1 安装偏角的影响 | 第136-138页 |
| 7.5.2 密实度(叶片数)影响 | 第138页 |
| 7.5.3 来流速度影响 | 第138-139页 |
| 7.6 本章小结 | 第139-140页 |
| 结论与建议 | 第140-143页 |
| 参考文献 | 第143-150页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第150-151页 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第151-152页 |
| 致谢 | 第152页 |