潮流能水輪機(jī)當(dāng)量圓盤水動(dòng)力研究.pdf

1、當(dāng)前，化石燃料短缺日益嚴(yán)重，新型清潔可再生能源蓬勃發(fā)展。潮流能，以其穩(wěn)定、儲(chǔ)量大、分布廣、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，越來越成為一種重要的能源。因此，潮流能設(shè)備的研發(fā)也越來越廣泛。用數(shù)值方法模擬潮流能水輪機(jī)是一種最為直觀的研究方法，但是潮流能水輪機(jī)形狀復(fù)雜，建模過程冗長(zhǎng)，網(wǎng)格數(shù)量極大，運(yùn)算過程較長(zhǎng)，并且對(duì)計(jì)算機(jī)要求很高。因而，尋求水輪機(jī)數(shù)值模擬替代方法成為一個(gè)重要的研究課題。多孔圓盤是一種重要并且認(rèn)同度較高的替代方法，基于多孔圓盤替代水輪機(jī)進(jìn)行

2、水池實(shí)驗(yàn)的嘗試較多。本文則對(duì)多孔圓盤替代水輪機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，意圖尋求廣泛適用的多孔圓盤模擬水輪機(jī)的方法。但是，對(duì)圓盤進(jìn)行開孔計(jì)算量也較大，且不具有普適性，與尋求簡(jiǎn)化方法的初衷想違背。因此，本文基于ANSYS FLUENT中的多孔介質(zhì)模型，替代圓盤開孔模擬水輪機(jī)，達(dá)到簡(jiǎn)化計(jì)算的效果。
　　本文從尾流場(chǎng)情況和水動(dòng)力特性兩個(gè)方面分析多孔圓盤模擬水輪機(jī)的能力。首先，驗(yàn)證多孔介質(zhì)模型的可行性，與經(jīng)典多孔圓盤模型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，判斷多孔介質(zhì)模型

3、能否替代多孔圓盤。然后，對(duì)多孔介質(zhì)模型當(dāng)中的各項(xiàng)輸入?yún)?shù)進(jìn)行研究，尋求變化規(guī)律。再改變圓盤本身的性質(zhì)，諸如圓盤的厚度，尋求變化規(guī)律。最終達(dá)到對(duì)于任何一個(gè)待模擬水輪機(jī)，在得知其推力系數(shù)的情況下，都能迅速找到能夠替代該水輪機(jī)的多孔圓盤。為了驗(yàn)證結(jié)論，與已有水輪機(jī)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，找出某水輪機(jī)在各個(gè)速比下的模擬方法。對(duì)有自由液面的情況進(jìn)行研究，獲得自由液面的影響。之后，對(duì)水輪機(jī)的搖蕩運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬?；谝延械乃啓C(jī)數(shù)值計(jì)算結(jié)果，設(shè)置相同的條件，