水平轴潮流能水轮机叶片设计与水动力特性研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第13-23页 |
| 1.1 选题背景 | 第13-15页 |
| 1.1.1 能源供给和环境保护需求 | 第13-14页 |
| 1.1.2 水轮机叶片设计研究必要性 | 第14-15页 |
| 1.2 水平轴潮流能水轮机叶片设计研究进展 | 第15-19页 |
| 1.2.1 单向高效叶片研究现状 | 第15页 |
| 1.2.2 水轮机水动力研究现状 | 第15-17页 |
| 1.2.3 双向叶片研究现状 | 第17-19页 |
| 1.3 叶片设计存在的问题 | 第19页 |
| 1.4 论文创新点 | 第19-20页 |
| 1.5 论文主要工作内容 | 第20-23页 |
| 第2章 水平轴水轮机叶轮水动力基本理论与求解方法 | 第23-43页 |
| 2.1 水轮机的基本工作原理及分类 | 第23-24页 |
| 2.2 叶片的运动及受力 | 第24-25页 |
| 2.3 流体动能 | 第25-26页 |
| 2.4 贝茨理论 | 第26-28页 |
| 2.5 动量叶素理论 | 第28-34页 |
| 2.5.1 叶轮流向推力 | 第29-30页 |
| 2.5.2 叶轮转矩 | 第30页 |
| 2.5.3 叶素理论 | 第30-31页 |
| 2.5.4 涡流损失模型 | 第31-33页 |
| 2.5.5 偏流修正 | 第33-34页 |
| 2.5.6 三维旋转效应 | 第34页 |
| 2.6 CFD数值求解理论 | 第34-41页 |
| 2.6.1 控制方程 | 第34-35页 |
| 2.6.2 RANS方程 | 第35页 |
| 2.6.3 湍流模型 | 第35-37页 |
| 2.6.4 壁面处理方法 | 第37-38页 |
| 2.6.5 数值求解及离散方法 | 第38-40页 |
| 2.6.6 旋转计算域的处理 | 第40-41页 |
| 2.7 本章小结 | 第41-43页 |
| 第3章 水平轴水轮机叶轮的水动力预报方法 | 第43-59页 |
| 3.1 动量叶素理论方法的研究 | 第43-49页 |
| 3.1.1 叶轮的总体性能与载荷 | 第44-45页 |
| 3.1.2 叶片载荷的基本特性 | 第45-49页 |
| 3.2 CFD粘性数值模拟方法研究 | 第49-57页 |
| 3.2.1 计算模型 | 第49-51页 |
| 3.2.2 控制方程 | 第51页 |
| 3.2.3 网格拓扑 | 第51-52页 |
| 3.2.4 边界条件 | 第52-53页 |
| 3.2.5 湍流模型影响 | 第53页 |
| 3.2.6 网格尺度影响 | 第53-55页 |
| 3.2.7 参考系影响 | 第55页 |
| 3.2.8 CFD数值模拟的普遍适用性验证 | 第55-57页 |
| 3.3 本章小结 | 第57-59页 |
| 第4章 水平轴水轮机叶片设计方法 | 第59-87页 |
| 4.1 单向高效水轮机叶片设计 | 第59-75页 |
| 4.1.1 等值线法与传统设计方法对比 | 第61-62页 |
| 4.1.2 等值线设计方法计算步骤 | 第62-64页 |
| 4.1.3 工程设计实例 | 第64-70页 |
| 4.1.4 设计方法的验证对比 | 第70-72页 |
| 4.1.5 多参数优化下的等值线设计法 | 第72-75页 |
| 4.2 叶轮设计参数对叶片水动力的影响 | 第75-81页 |
| 4.2.1 速比的影响 | 第76-77页 |
| 4.2.2 叶片数对叶片水动力的影响 | 第77-78页 |
| 4.2.3 叶片安装角对叶片水动力的影响 | 第78-81页 |
| 4.3 双向水轮机叶片设计 | 第81-84页 |
| 4.3.1 翼型的选择 | 第81-83页 |
| 4.3.2 型线设计 | 第83-84页 |
| 4.4 本章小结 | 第84-87页 |
| 第5章 特殊环境对水轮机叶片设计的影响 | 第87-110页 |
| 5.1 导流式叶轮水动力与流场特性分析 | 第87-95页 |
| 5.1.1 导流式水轮机的水动力特性 | 第88-89页 |
| 5.1.2 流场速度分布 | 第89-91页 |
| 5.1.3 流场压力分布 | 第91-94页 |
| 5.1.4 样机海上测试 | 第94-95页 |
| 5.2 雷诺数对叶轮水动力特性的影响 | 第95-101页 |
| 5.2.1 来流流速 | 第97-99页 |
| 5.2.2 尺度效应 | 第99-101页 |
| 5.3 叶片的空化现象研究 | 第101-109页 |
| 5.3.1 空化的发生机理 | 第102-103页 |
| 5.3.2 空化的数学模型 | 第103-104页 |
| 5.3.3 计算结果分析 | 第104-106页 |
| 5.3.4 空化避免条件 | 第106-109页 |
| 5.4 本章小结 | 第109-110页 |
| 结论 | 第110-113页 |
| 参考文献 | 第113-121页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第121-122页 |
| 致谢 | 第122页 |
