潮流能驅(qū)動的柔性葉片水輪機水動力性能試驗的研究論文.pdf 全文 文檔投稿網(wǎng)
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潮流能驅(qū)動的柔性葉片水輪機水動力性能試驗研究
摘要
目前用于獲取海洋潮流能的潮流水輪機均采用剛性葉片,對工作流速要求
高,噪音大,空蝕現(xiàn)象嚴重,且鋒利的邊緣容易對魚類等海洋生物造成傷害,
這些都是造成目前潮流能開發(fā)力度不夠的重要因素。柔性葉片水輪機作為一種
新型換能裝置,其葉片由柔性材料制成,起轉(zhuǎn)能力強,轉(zhuǎn)速低,空蝕現(xiàn)象不明
顯,具有很多剛性葉片所不具有的特點。更具工程開發(fā)意義的特點是,柔性葉
片水輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向只與葉片的安裝方式有關,而不受水流流向控制,因此可廣
泛應用于流向多變的工況下。
在流體作用下,柔性葉片不斷發(fā)生形位變換,自適應流體呈現(xiàn)翼形結(jié)構,
承受阻力的同時可充分利用流體的升力效應做功,阻力效應和升力效應是彼消
此長相互更替的關系,在相互轉(zhuǎn)化過程中共同充當水輪機旋轉(zhuǎn)的動力,,高效提
取流體能。
本文首先以四葉片帆翼式水輪機轉(zhuǎn)子為例,介紹了柔性葉片水輪機的工作
原理。分析了葉片的運動和受力,建立了評價柔性葉片水輪機水動力性能的數(shù)
學模型,探討了方程中對柔性葉片水輪機性能的眾多影響因素,提出了目前國
內(nèi)外科研機構在流體和柔性體雙向耦合理論研究中普遍遇到的問題,從而將解
決問題的方法轉(zhuǎn)向以風浪流水槽試驗為基礎的試驗分析法。
在無量綱分析理論的指導下,作者找到與葉片形狀和水輪機結(jié)構有關的一
系列無量綱參數(shù),這些參數(shù)的大小直接影響了柔性葉片水輪機的獲能能力。對
應這些參數(shù)的變化,設計了多個水輪機轉(zhuǎn)子模型,提出了合理的試驗方案,解
決了試驗過程中的諸多難題,
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本文編號:233790
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