复杂工况下潮流能水平轴水轮机水动力性能研究及叶片优化
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 1 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 研究背景 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外潮流能水轮机研究现状 | 第11-17页 |
| 1.2.1 水轮机国内外现状 | 第11-14页 |
| 1.2.2 水轮机水动力性能研究现状 | 第14-16页 |
| 1.2.3 水轮机叶片优化研究现状 | 第16-17页 |
| 1.3 研究内容及意义 | 第17-19页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第17页 |
| 1.3.2 创新点 | 第17-18页 |
| 1.3.3 技术思路 | 第18-19页 |
| 2 水轮机叶片设计 | 第19-37页 |
| 2.1 翼型理论 | 第19-22页 |
| 2.1.1 翼型几何参数 | 第19-20页 |
| 2.1.2 翼型类型 | 第20-21页 |
| 2.1.3 翼型水动力性能 | 第21-22页 |
| 2.2 叶片设计理论 | 第22-29页 |
| 2.2.1 动量理论 | 第22-26页 |
| 2.2.2 叶素理论 | 第26-28页 |
| 2.2.3 叶素动量理论 | 第28-29页 |
| 2.3 叶片设计方法 | 第29-30页 |
| 2.4 水轮机叶片设计 | 第30-36页 |
| 2.4.1 翼型选取 | 第31-32页 |
| 2.4.2. 水轮机叶片参数确定 | 第32-35页 |
| 2.4.3. 水轮机三维模型建立 | 第35-36页 |
| 2.5 本章小结 | 第36-37页 |
| 3 复杂工况下潮流能水轮机水动力性能分析 | 第37-63页 |
| 3.1 CFD 简介 | 第37页 |
| 3.2 水轮机数值模型建立 | 第37-42页 |
| 3.2.1 控制方程 | 第37-38页 |
| 3.2.2 湍流模型 | 第38-39页 |
| 3.2.3 网格划分 | 第39-41页 |
| 3.2.4 设置边界条件 | 第41页 |
| 3.2.5 计算求解 | 第41-42页 |
| 3.3 理想工况下水轮机水动力性能 | 第42-51页 |
| 3.3.1 流线分布 | 第42-43页 |
| 3.3.2 压力分布 | 第43-45页 |
| 3.3.3 速度分析 | 第45-48页 |
| 3.3.4 水轮机获能特性 | 第48-51页 |
| 3.4 空化影响 | 第51-55页 |
| 3.4.1 多相流空化模型 | 第51页 |
| 3.4.2 CFD 数值仿真 | 第51-52页 |
| 3.4.3 空化体积分数 | 第52页 |
| 3.4.4 空化对水轮获能影响 | 第52-55页 |
| 3.5 偏航影响 | 第55-57页 |
| 3.5.1 模型建立 | 第55页 |
| 3.5.2 CFD 数值仿真 | 第55-57页 |
| 3.6 海流速度梯度影响 | 第57-62页 |
| 3.6.1 模型建立 | 第57页 |
| 3.6.2 CFD 数值仿真 | 第57-58页 |
| 3.6.3 梯度流对水轮机性能影响 | 第58-60页 |
| 3.6.4 叶轮中心截面速度分布 | 第60-61页 |
| 3.6.5 速度梯度对获能的影响 | 第61-62页 |
| 3.7 本章小结 | 第62-63页 |
| 4 水轮机叶片优化 | 第63-73页 |
| 4.1 遗传算法简介 | 第64页 |
| 4.2 水轮机叶片优化 | 第64-69页 |
| 4.2.1 目标函数 | 第64-65页 |
| 4.2.2 设计变量 | 第65-66页 |
| 4.2.3 约束条件 | 第66页 |
| 4.2.4 优化设计程序 | 第66-67页 |
| 4.2.5 叶片优化结果 | 第67-69页 |
| 4.3 实际工况下水轮机获能分析 | 第69-72页 |
| 4.3.1 计算模型建立 | 第69页 |
| 4.3.2 优化叶片获能 | 第69-70页 |
| 4.3.3 优化前后获能对比 | 第70-72页 |
| 4.4 本章小结 | 第72-73页 |
| 5 水轮机叶片有限元分析 | 第73-83页 |
| 5.1 有限元法简介 | 第73页 |
| 5.2 叶片静态分析 | 第73-77页 |
| 5.2.1 叶片模型建立 | 第74页 |
| 5.2.2 生成网格模型 | 第74-75页 |
| 5.2.3 材料属性 | 第75页 |
| 5.2.4 施加载荷 | 第75-76页 |
| 5.2.5 结果分析 | 第76-77页 |
| 5.3 叶片模态分析 | 第77-79页 |
| 5.3.1 施加载荷 | 第77-78页 |
| 5.3.2 模态分析结果 | 第78-79页 |
| 5.4 叶片疲劳寿命分析 | 第79-82页 |
| 5.4.1 疲劳累积损伤理论 | 第80页 |
| 5.4.2 玻璃钢疲劳性能曲线 | 第80-81页 |
| 5.4.3 疲劳寿命分析 | 第81-82页 |
| 5.5 本章小结 | 第82-83页 |
| 6 结论与展望 | 第83-84页 |
| 参考文献 | 第84-89页 |
| 附录 | 第89-90页 |
| 致谢 | 第90-91页 |
| 个人简历 | 第91-92页 |
| 发表学术论文 | 第92-93页 |
