基于水下系留平台的海流能发电装置关键技术研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-27页 |
| 1.1 选题研究背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 海流能发电装置研究现状 | 第12-20页 |
| 1.2.1 水平轴海流能发电装置研究现状 | 第14-17页 |
| 1.2.2 垂直轴海流能发电装置研究现状 | 第17-19页 |
| 1.2.3 其他海流能发电装置研究现状 | 第19-20页 |
| 1.3 海流能发电叶轮水动力学进展 | 第20-23页 |
| 1.3.1 理论研究进展 | 第20-22页 |
| 1.3.2 实验研究 | 第22-23页 |
| 1.4 水下系留平台海流能发电装置关键技术 | 第23-24页 |
| 1.5 主要研究内容及结构安排 | 第24-27页 |
| 第二章 水下系留平台海流能发电装置方案设计 | 第27-43页 |
| 2.1 技术要求 | 第27-28页 |
| 2.2 垂直轴海流能发电装置方案设计 | 第28-30页 |
| 2.2.1 垂直轴海流能发电系统组成及工作原理 | 第28-30页 |
| 2.2.2 叶片长度估算 | 第30页 |
| 2.3 水平轴海流能发电装置方案设计 | 第30-42页 |
| 2.3.1 水平轴海流能发电机构组成及工作原理 | 第31-33页 |
| 2.3.2 叶轮半径估算 | 第33页 |
| 2.3.3 海流发电叶片优化设计 | 第33-37页 |
| 2.3.4 磁力耦合器设计 | 第37-42页 |
| 2.4 本章小结 | 第42-43页 |
| 第三章 垂直轴海流发电叶轮水动力性能研究 | 第43-67页 |
| 3.1 CFD理论基础 | 第43-45页 |
| 3.1.1 控制方程 | 第44页 |
| 3.1.2 湍流模型 | 第44-45页 |
| 3.2 二维CFD仿真模型建立 | 第45-52页 |
| 3.2.1 计算模型建立 | 第45-47页 |
| 3.2.2 计算域与边界条件 | 第47-48页 |
| 3.2.3 计算网格划分 | 第48-49页 |
| 3.2.4 求解设置 | 第49页 |
| 3.2.5 数值方法验证 | 第49-52页 |
| 3.3 结果分析 | 第52-65页 |
| 3.3.1 θ_b=120°的叶轮仿真结果 | 第52-59页 |
| 3.3.2 θ_b=140°的叶轮仿真结果 | 第59-61页 |
| 3.3.3 θ_b=160°的叶轮仿真结果 | 第61-63页 |
| 3.3.4 不同叶轮最大功率和最大效率对比 | 第63-64页 |
| 3.3.5 尾流场分析 | 第64-65页 |
| 3.4 本章小结 | 第65-67页 |
| 第四章 水平轴海流发电叶轮水动力性能研究 | 第67-99页 |
| 4.1 定常状态叶轮CFD分析建模 | 第67-72页 |
| 4.1.0 计算模型 | 第67-69页 |
| 4.1.1 计算域选择 | 第69页 |
| 4.1.2 计算网格划分 | 第69-70页 |
| 4.1.3 边界条件和求解设置 | 第70-71页 |
| 4.1.4 数值方法验证 | 第71-72页 |
| 4.2 定常状态叶轮CFD结果分析 | 第72-77页 |
| 4.2.1 叶轮受力、功率特性 | 第72-74页 |
| 4.2.2 尖速比对叶片周围流场的影响 | 第74-75页 |
| 4.2.3 尖速比对叶轮尾流场的影响 | 第75-76页 |
| 4.2.4 形状布局对叶轮尾流场的影响 | 第76-77页 |
| 4.3 复杂工况下叶轮非定常CFD仿真建模 | 第77-83页 |
| 4.3.1 计算模型 | 第78-79页 |
| 4.3.2 计算域选择和网格划分 | 第79-81页 |
| 4.3.3 边界条件与求解设置 | 第81页 |
| 4.3.4 数值方法验证 | 第81-83页 |
| 4.4 复杂工况下叶轮非定常CFD结果分析 | 第83-96页 |
| 4.4.1 不同方位角叶轮特性 | 第83-85页 |
| 4.4.2 尖速比对叶轮性能的影响 | 第85-87页 |
| 4.4.3 叶轮展开距离对叶轮性能的影响 | 第87-89页 |
| 4.4.4 系留平台俯仰角对叶轮性能的影响 | 第89-91页 |
| 4.4.5 系留平台侧滑角对叶轮性能的影响 | 第91-93页 |
| 4.4.6 湍流强度TI对叶轮性能的影响 | 第93-96页 |
| 4.5 水平轴式和垂直轴式两种叶轮效率对比 | 第96页 |
| 4.6 本章小结 | 第96-99页 |
| 第五章 水下系留平台耦合运动性能研究 | 第99-127页 |
| 5.1 水下系留平台坐标系与运动学参数 | 第99-100页 |
| 5.1.1 坐标系定义 | 第99-100页 |
| 5.2 水下系留平台空间运动数学模型 | 第100-109页 |
| 5.2.1 运动学模型 | 第100-101页 |
| 5.2.2 动力学模型 | 第101-102页 |
| 5.2.3 水下系留平台受力分析 | 第102-105页 |
| 5.2.4 水下系留平台空间六自由度运动方程 | 第105页 |
| 5.2.5 水下系留平台粘性流体动力计算 | 第105-109页 |
| 5.3 锚链空间运动数学模型 | 第109-113页 |
| 5.3.1 坐标系定义 | 第109-110页 |
| 5.3.2 锚链动力学模型 | 第110-112页 |
| 5.3.3 耦合条件方程 | 第112-113页 |
| 5.4 系统耦合运动仿真分析 | 第113-125页 |
| 5.4.1 影响系统运动的主要参数 | 第114页 |
| 5.4.2 净浮力对系统运动的影响 | 第114-117页 |
| 5.4.3 重心位置对系统运动的影响 | 第117-119页 |
| 5.4.4 锚链长度对系统运动的影响 | 第119-121页 |
| 5.4.5 叶轮伸出位置对系统运动的影响 | 第121-123页 |
| 5.4.6 海流速度对系统运动的影响 | 第123-125页 |
| 5.5 本章小结 | 第125-127页 |
| 第六章 总结与展望 | 第127-129页 |
| 6.1 全文工作总结 | 第127-128页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第128-129页 |
| 参考文献 | 第129-137页 |
| 致谢 | 第137-139页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 | 第139-142页 |
