水平軸潮流能水輪機水動力性能及流場特性研究.pdf

1、潮流能是一種比較充足的海洋資源，它具有較好預測性、輸出平穩(wěn)等特點。水平軸潮流能水輪機由于效率比較高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)等原因在潮流能的開發(fā)過程中被廣泛使用，大量研究機構對水平軸水輪機展開了研究和實驗。因為對潮流能的開發(fā)利用處在初級階段，還沒有對潮流能水輪機進行深入研究。論文從水平軸潮流能水輪機自身及周圍流場的角度，通過計算流體動力學方法、葉素動量理論和實驗的方法，研究水輪機在潮流中的水動力性能及流場特性。
　　論文首先介紹了潮流能水輪機的分

2、類，分析水平軸潮流能水輪機的工作原理，提出研究內(nèi)容和研究思路;介紹潮流能水輪機動力性能分析的基本理論，利用基本理論組合進行水輪機水動力性能理論分析;通過理論計算可知:槳距角一定的情況下，流速越大，葉片對軸的轉(zhuǎn)矩越大;流速度一定的情況下，葉片對軸的轉(zhuǎn)矩隨著槳距角的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的變化。采用計算流體力學方法，創(chuàng)建水平軸潮流能水輪機的分析模型，對不同形式的水平軸潮流能水輪機在不同工作情況下進行水動力性能及流場特性的仿真分析，初步總結水

3、平軸潮流能水輪機水動力性能和周圍流場的特性;通過數(shù)值模擬可知:(1)槳距角一定的情況下，流速越大，葉片對軸的轉(zhuǎn)矩越大;(2)來流速度一定情況下，葉片對軸的轉(zhuǎn)矩隨著槳距角的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的變化;(3)槳距角一定的情況下，流速越大，水輪機速度分布云圖顏色越深，水輪機轉(zhuǎn)速越大;(4)來流速度一定的情況下，水輪機的速度分布云圖顏色隨著槳距角的增大由淺變深，然后由深變淺，水輪機的轉(zhuǎn)速隨著槳距角的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的變化;(5)槳距角一

4、定的情況下，流速越大，水輪機周圍流場的速度分布云圖顏色越深，水輪機轉(zhuǎn)速越大;(6)來流速度一定的情況下，水輪機周圍流場的速度分布云圖顏色隨著槳距角的增大由淺變深，然后由深變淺，水輪機的轉(zhuǎn)速隨著槳距角的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的變化。設計實驗方案進行模型實驗，充分驗證計算流體力學方法及葉素動量理論方法的準確性。
　　本文通過對水平軸潮流能水輪機水動力性能和流場特性的分析，揭示水平軸潮流能水輪機在各種工作情況下的動力性能及周圍流場的特性