水平轴潮流能水轮机叶片的优化设计及实验性能研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 符号说明 | 第16-19页 |
| 第一章 绪论 | 第19-29页 |
| 1.1 研究背景 | 第19页 |
| 1.2 潮流能水轮机简介 | 第19-20页 |
| 1.3 潮流能水轮机国内外发展现状 | 第20-26页 |
| 1.3.1 潮流能水轮机国外发展现状 | 第20-24页 |
| 1.3.2 潮流能水轮机国内发展现状 | 第24-26页 |
| 1.4 潮流能水轮机叶片发展现状 | 第26-27页 |
| 1.5 本文研究思路及主要研究内容 | 第27-29页 |
| 1.5.1 研究思路 | 第27页 |
| 1.5.2 主要研究内容 | 第27-29页 |
| 第二章 水轮机叶片设计基本理论 | 第29-41页 |
| 2.1 翼型理论 | 第29-31页 |
| 2.1.1 NACA翼型简介 | 第30页 |
| 2.1.2 翼型性能 | 第30-31页 |
| 2.2 水轮机性能参数 | 第31-32页 |
| 2.3 贝茨理论 | 第32-35页 |
| 2.4 叶素理论 | 第35-37页 |
| 2.5 动量理论 | 第37-38页 |
| 2.6 叶片设计理论 | 第38-40页 |
| 2.7 本章小结 | 第40-41页 |
| 第三章 叶片设计与优化 | 第41-65页 |
| 3.1 叶片基本参数 | 第42-46页 |
| 3.2 叶片安装角及弦长的计算与修正 | 第46-50页 |
| 3.2.1 Wilson叶片设计方法 | 第46-47页 |
| 3.2.2 Matlab编程计算 | 第47-49页 |
| 3.2.3 计算结果的线性修正 | 第49-50页 |
| 3.3 叶片的三维实体建模 | 第50-52页 |
| 3.3.1 空间坐标变换 | 第50-51页 |
| 3.3.2 Solidworks实体建模 | 第51-52页 |
| 3.4 QBlade水轮机功率性能仿真 | 第52-56页 |
| 3.4.1 QBlade仿真设置 | 第52-54页 |
| 3.4.2 QBlade仿真结果与讨论 | 第54-56页 |
| 3.5 水轮机叶片的优化 | 第56-63页 |
| 3.5.1 目标方程 | 第56-58页 |
| 3.5.2 用遗传算法进行叶片优化 | 第58-59页 |
| 3.5.3 优化结果分析 | 第59页 |
| 3.5.4 优化后叶片性能对比 | 第59-61页 |
| 3.5.5 优化后水轮机变参数性能模拟 | 第61-63页 |
| 3.6 本章小结 | 第63-65页 |
| 第四章 水轮机的水动力特性研究 | 第65-87页 |
| 4.1 CFD论基础 | 第65-67页 |
| 4.1.1 CFD概述 | 第65页 |
| 4.1.2 控制方程 | 第65-66页 |
| 4.1.3 湍流模型 | 第66-67页 |
| 4.2 水轮机物理模型建立 | 第67-69页 |
| 4.2.1 网格的划分 | 第67-68页 |
| 4.2.2 边界条件设定和迭代计算 | 第68-69页 |
| 4.3 计算结果分析 | 第69-77页 |
| 4.3.1 水轮机性能 | 第69-70页 |
| 4.3.2 水轮机的空化 | 第70-75页 |
| 4.3.3 水轮机的涡流效应 | 第75-77页 |
| 4.4 导流罩的性能分析 | 第77-84页 |
| 4.4.1 导流罩原理 | 第78-79页 |
| 4.4.2 导流罩物理模型及边界条件 | 第79-80页 |
| 4.4.3 三种导流罩的性能分析 | 第80-82页 |
| 4.4.4 不同扩张角的导流罩性能分析 | 第82-84页 |
| 4.5 带导流罩的水轮机性能研究 | 第84-86页 |
| 4.6 本章小结 | 第86-87页 |
| 第五章 水轮机的模型试验研究 | 第87-107页 |
| 5.1 前期方案初选 | 第87-90页 |
| 5.1.1 拖拽式方案 | 第87页 |
| 5.1.2 封闭式方案 | 第87-88页 |
| 5.1.3 敞开式方案 | 第88-90页 |
| 5.2 实验设备的设计与选型 | 第90-95页 |
| 5.3 实验设备的参数校核 | 第95-103页 |
| 5.3.1 主轴的设计与校核 | 第95-98页 |
| 5.3.2 轴承的校核 | 第98-99页 |
| 5.3.3 叶片的模态分析 | 第99-103页 |
| 5.4 模型试验 | 第103-106页 |
| 5.4.1 变流速变叶片数的水轮机性能试验 | 第103-104页 |
| 5.4.2 变安装角的水轮机性能试验 | 第104-106页 |
| 5.5 本章小结 | 第106-107页 |
| 第六章 结论与展望 | 第107-111页 |
| 6.1 结论 | 第107-109页 |
| 6.2 展望 | 第109-111页 |
| 参考文献 | 第111-115页 |
| 致谢 | 第115-117页 |
| 研究成果及所发表的学术论文 | 第117-119页 |
| 作者和导师简介 | 第119-120页 |
| 附件 | 第120-121页 |
