發(fā)布時間：2016-10-17 11:56

  本文關(guān)鍵詞：石油安全理論與實踐問題研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《浙江大學(xué)》 2015年

定槳距水平軸海流機(jī)葉輪的水動力外形設(shè)計及性能評價

黃光勝  

【摘要】：隨著化石能源的日趨枯竭,海洋逐漸成為世界各國開發(fā)新能源的主戰(zhàn)場。海流能是海洋能的重要形式之一,它的開發(fā)利用對于我國能源產(chǎn)業(yè)具有重要意義。水平軸海流機(jī)是將海流能轉(zhuǎn)換為電能的主要設(shè)備,其葉輪的設(shè)計是海流機(jī)設(shè)計的核心問題之一。水平軸海流機(jī)葉輪相關(guān)的理論及設(shè)計方法目前處于探索階段,尚未形成一套成熟的設(shè)計理論體系,所以該領(lǐng)域的研究具備較大的創(chuàng)新空間和研究價值。本文以定槳距水平軸海流機(jī)葉輪為研究對象,參考水平軸風(fēng)力機(jī)的相關(guān)理論和設(shè)計方法,提出一種適用于海流機(jī)葉輪設(shè)計的新方法,并以此方法實現(xiàn)了100 KM定槳距水平軸海流機(jī)葉輪的水動力外形設(shè)計及性能評價。主要工作如下：(1)闡述了水平軸海流機(jī)研究的背景及意義,介紹了水平軸海流機(jī)的研究發(fā)展現(xiàn)狀以及葉素-動量理論等可用于水平軸海流機(jī)葉輪設(shè)計的基礎(chǔ)設(shè)計理論。(2)闡述了翼型升阻特性、失速等翼型相關(guān)的基本理論,并根據(jù)翼型選用原則以及海流的雷諾數(shù),確定了本文的設(shè)計用翼型為NACA 63-4XX翼型系列。(3)運(yùn)用FLUENT軟件對設(shè)計用翼型進(jìn)行二維數(shù)值模擬。采用二維“C”形O-Grid結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格策略進(jìn)行網(wǎng)格劃分,得到高質(zhì)量的二維網(wǎng)格。將翼型升阻特性仿真數(shù)據(jù)與國外權(quán)威實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,驗證了FLUENT數(shù)值模擬方法的有效性；比較了翼型在兩種不同流體介質(zhì)中的升阻特性,發(fā)現(xiàn)兩者差別很小；還研究了厚度對翼型升阻特性的影響,得到的結(jié)論是厚度越大升阻比越小。(4)比較了Glauert方法與Wilson方法的異同,確定本文的設(shè)計方法主要參照Wilson方法,并結(jié)合海況參數(shù)和葉輪基本參數(shù),采用MATLAB編程的方法高效地實現(xiàn)了本文的主體設(shè)計思想。通過程序迭代計算得到葉片各個特征截面的弦長、扭角等參數(shù),完成葉輪總體的水動力外形設(shè)計。(5)利用Pro/E軟件對設(shè)計的葉輪進(jìn)行三維參數(shù)化建模,采用基于葉素-動量理論的計算模型,并結(jié)合Prandtl修正和Glauert修正,對葉輪的水動力性能進(jìn)行校核評價,驗證了本文設(shè)計方法的有效性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM612
【目錄】：

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本文編號：142733