雙轉(zhuǎn)子水平軸潮流能水輪機葉片設(shè)計及其性能研究.pdf

1、能源是推動社會進步的動力，是人類從事生產(chǎn)活動的基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，傳統(tǒng)能源的儲存量變的越來越少，而且造成氣候變暖、霧霾等環(huán)境問題，尋找新的可再生能源已變的十分的迫切。潮流能作為新型可再生能源具有能量密度大、可預(yù)測性強、能量相對穩(wěn)定的特點，因此利用潮流能發(fā)電成為各國關(guān)注的焦點。本文結(jié)合雙轉(zhuǎn)子潮流能水輪機的設(shè)計開發(fā)，著重分析葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)等對其機械性能和水動力性能的影響規(guī)律，研究工作具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
　　在分析國內(nèi)外

2、潮流能水輪機發(fā)展，以及水輪機水動力性能和葉片結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以葉素一動量理論(BEMT)、葉輪損失修正理論以及翼型理論等為理論基礎(chǔ)，建立了葉片優(yōu)化計算的數(shù)學(xué)模型；用Matlab程序分析計算了葉片的弦長和扭轉(zhuǎn)角，從經(jīng)濟性以及加工工藝性出發(fā)，對計算的結(jié)果進行了修正，并在Pro/E中完成了葉片的參數(shù)化造型；針對潮流能周期性往復(fù)的特點，為了充分利用潮流能，采用結(jié)構(gòu)簡單的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以及樁柱式多樁結(jié)構(gòu)的固定形式，建立了水輪機整體的實體模型。

3、
　　在Gambit中對雙轉(zhuǎn)子實體模型進行了簡化處理，建立了流場模型，在Fluent中應(yīng)用SSTk-ω湍流模型對雙轉(zhuǎn)子水輪機的尾流狀況、速度分布、葉片表面壓力分布以及能量利用特性等水動力性能隨著葉片安裝角、葉片個數(shù)和來流速度的變化規(guī)律進行了仿真分析，得出裝置采用三葉片，安裝角為4°時具有較好的綜合性能。
　　運用有限元分析方法對環(huán)氧玻璃鋼材料的葉片強度、應(yīng)力、應(yīng)變以及葉片的模態(tài)等機械性能進行分析研究，從而得出葉片在最大載荷下