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《錨定式雙導管潮流能發(fā)電裝置理論的研究和試驗》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、國內(nèi)圖書分類號：TP249學校代碼：10213國際圖書分類號：621密級：公開工學碩士學位論文錨定式雙導管潮流能發(fā)電裝置理論研究與試驗碩士研究生：史為超導師：王大政教授申請學位：工學碩士學科：機械電子工程所在單位：船舶與海洋工程學院答辯日期：2013年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex:TP249U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHANDEXPERIMENTALINVESTIGATIONONMOORINGTIDALCURRENTENERGYCONVERSIONSY
2、STEMWITHDOUBLEDUCTEDTURBINESCandidate：WeichaoShiSupervisor：Prof.DazhengWangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofNavalArchitecture&OceanEngineeringDateofDefence：June,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)
3、大學工學碩士學位論文摘要隨著化石能源的日益枯竭，儲量豐富的海洋可再生能源越來越成為當今世界所關注的對象。我國也在積極支持海洋能裝置的研發(fā)與實驗工作，各種開發(fā)利用裝置層出不窮。本論文是受“錨定式雙導管渦輪潮流發(fā)電系統(tǒng)研究”項目資助進行，研究適合浮體搭載的導管渦輪潮流能發(fā)電裝置。首先，本文基于計算流體力學（ComputationalFluidDynamics，即CFD）軟件對單純潮流能渦輪進行水動力學模擬。模擬分別針對使用S814翼型設計的渦輪和使用雙向BDA翼型設計的渦輪進行了CFD分析，并同實驗結(jié)果進行比對。分析認為CFX軟件能夠準確的預測潮流能渦輪的水動力性能，但是當葉片
4、周圍產(chǎn)生大渦分離時，CFD預測結(jié)果是不準確的。接下來，本文針對導管對周圍速度場的影響進行了分析和討論。重點分析了:前置導管和后置導管的作用機理、導管幾何特征對導管內(nèi)部流速的影響以及導管和渦輪相互作用對導管內(nèi)部流場的影響。CFD模擬結(jié)果顯示薄壁后置導管對導管內(nèi)部流速有較好的加速效果。為得到最優(yōu)的導管幾何外形，本文使用ANSYS-Workbench和ANSYS-CFX軟件進行導管幾何外形的優(yōu)化設計。優(yōu)化導管幾何外形設計使導管體積最小、喉部流速最高、軸向阻力最小。對優(yōu)化的導管使用作用盤模型預測導管渦輪功率系數(shù)Cp約為0.82。然后，CFD按照實驗條件下的導管渦輪發(fā)電情況進行模擬，
5、模擬結(jié)果認為當導管渦輪葉片處于+5°扭轉(zhuǎn)角時，導管渦輪的發(fā)電效率最大可達到65%左右。但是，在模擬中由于導管渦輪相互作用，導管渦輪尾部均產(chǎn)生大渦分離的現(xiàn)象，因此CFD計算只能提供部分參考作用。通過在循環(huán)水槽實驗室進行導管渦輪模型試驗，真實測量出了導管渦輪的發(fā)電效率和軸向阻力。實驗通過發(fā)電機測量渦輪的發(fā)電效率，六分力儀測量裝置的軸向阻力。結(jié)果表明：當渦輪葉片處于+5°扭轉(zhuǎn)角、尖速比為6.6時，導管渦輪發(fā)電效率達到最高的74%，此時導管渦輪的軸向阻力較低約為85N，阻力系數(shù)CT/10約為0.265。關鍵詞：潮流能；導管渦輪；計算流體力學；水動力性能I哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論
6、文AbstractWiththeincreasingdepletionoffossilenergy,marinerenewableenergyhasbecomethefocusoftheworld’sattentiongradually.NowadaysChinaalsoactivelysupportsresearchandexperimentsonoceanenergydevices.Withinthisframework,variousmarineenergydevelopmentandutilizationdevicesemergeendlessly.Thisdiss
7、ertationissupportedbyoneofprojects,MooringTidalCurrentEnergyConversionSystemwithDoubleDuctedTurbines,todevelopasuitableductedturbineforthefloatingsystem.First,thispaperinvestigatesappropriatemethodologiesandapproachestosimulatethehydrodynamicperformanceofbaret
