| 摘要 | 第2-3页 |
| Abstract | 第3页 |
| 1 绪论 | 第6-13页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第6-7页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第7-11页 |
| 1.2.1 垂直轴潮流能水轮机叶片结构应力分析研究 | 第8-9页 |
| 1.2.2 垂直轴潮流能水轮机叶片结构疲劳分析 | 第9-11页 |
| 1.3 本文的主要工作内容 | 第11-13页 |
| 2 计算原理 | 第13-28页 |
| 2.1 模态分析原理 | 第13-16页 |
| 2.1.1 无阻尼干模态分析 | 第13-14页 |
| 2.1.2 Lanczos法 | 第14-15页 |
| 2.1.3 有阻尼求解器 | 第15-16页 |
| 2.2 流固耦合分析原理 | 第16-26页 |
| 2.2.1 N-S方程和k-ω SST湍流模型 | 第16-18页 |
| 2.2.2 CFX耦合隐式求解器和代数多重网格法 | 第18-20页 |
| 2.2.3 结构运动控制方程和Newmark时间积分法 | 第20-22页 |
| 2.2.4 耦合面处数据的传递 | 第22-24页 |
| 2.2.5 声波法流固耦合分析原理 | 第24-26页 |
| 2.3 线性累积损伤理论及雨流计数法 | 第26-28页 |
| 2.3.1 线性累积损伤理论 | 第26-27页 |
| 2.3.2 雨流计数法 | 第27-28页 |
| 3 垂直轴水轮机的模态分析 | 第28-42页 |
| 3.1 基于ANSYS的模态分析方法 | 第28-30页 |
| 3.1.1 模型设置 | 第28-29页 |
| 3.1.2 模态分析流程 | 第29-30页 |
| 3.2 均质实心叶片模态分析 | 第30-32页 |
| 3.3 考虑内部结构的叶片模态分析 | 第32-37页 |
| 3.3.1 蒙皮厚度对叶片振动特性的影响 | 第34-35页 |
| 3.3.2 变偏角叶片的振动特性 | 第35-37页 |
| 3.4 垂直轴潮流能水轮机叶片湿模态分析 | 第37-38页 |
| 3.5 水轮机模态分析 | 第38-41页 |
| 3.5.1 静止水轮机的模态分析 | 第38-40页 |
| 3.5.2 旋转水轮机的模态分析 | 第40-41页 |
| 3.6 本章小结 | 第41-42页 |
| 4 垂直轴水轮机直叶片流固耦合计算 | 第42-53页 |
| 4.1 ANSYS流固耦合计算方法 | 第42-43页 |
| 4.1.1 耦合计算流程 | 第42页 |
| 4.1.2 耦合计算模型 | 第42-43页 |
| 4.2 网格独立性、时间步无关性验证 | 第43-46页 |
| 4.3 流速变化下叶片的水动力性能 | 第46-49页 |
| 4.3.1 叶片升力系数和阻力系数变化规律 | 第46-47页 |
| 4.3.2 三维效应的分析 | 第47-49页 |
| 4.4 流速变化下叶片结构力学性能 | 第49-51页 |
| 4.4.1 钢制叶片的力学性能 | 第49-51页 |
| 4.4.2 铝合金叶片与钢叶片的对比 | 第51页 |
| 4.5 本章小结 | 第51-53页 |
| 5 基于单向流固耦合的垂直轴潮流能水轮机叶片疲劳分析 | 第53-64页 |
| 5.1 单向流固耦合计算方法 | 第53-56页 |
| 5.1.1 叶片旋转的近似方法 | 第53-55页 |
| 5.1.2 壳单元和实体单元接触分析方法 | 第55-56页 |
| 5.2 计算模型 | 第56-58页 |
| 5.3 计算结果及数据分析 | 第58-61页 |
| 5.3.1 关键节点的确定 | 第58-60页 |
| 5.3.2 统计各节点处应力循环 | 第60-61页 |
| 5.4 叶片疲劳寿命估计 | 第61-63页 |
| 5.5 本章小结 | 第63-64页 |
| 结论 | 第64-65页 |
| 参考文献 | 第65-67页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第67-68页 |
| 致谢 | 第68-70页 |
