由于化石資源不可再生,且日漸枯竭,而潮流能作為綠色清潔能源,主要具有可再生性、可預(yù)測性、可觀的蘊藏量等特點,逐漸成為世界研究及開發(fā)重點�；诹骷ふ駝拥乃鲃幽苻D(zhuǎn)換技術(shù)是一個相對較新的概念,利用該技術(shù)可在低流速環(huán)境中利用流激振動現(xiàn)象從周圍流場中提取水流動能,并將其轉(zhuǎn)換為電能等其它形式的可利用能源。目前,針對流激振動發(fā)電裝置的研究絕大部分是圍繞圓柱的渦激振動展開。柱體幾何特性是研究流激振動過程中一個重要影響因素,柱體流激振動特性會因截面形狀的改變而存在很大不同。本文通過對五種不同截面形狀柱體進行數(shù)值模擬分析,對不同截面柱體在水流作用下振動響應(yīng)、柱體受力、尾流旋渦形態(tài)、獲能功率及效率進行了計算,為深入研究分析高阻尼高雷諾數(shù)下“柱體-水流”相互作用機制和流激振動水流發(fā)電裝置的設(shè)計提供參考依據(jù)。本文選取圓形、方形、類梯形、梯形和T字形五種截面形式進行研究。為了更好地比較不同截面形狀的柱體的流激振動特性和能量轉(zhuǎn)換特性,對不同形狀柱體的參數(shù)進行精心設(shè)計,使不同截面形狀的柱體質(zhì)量比、阻尼比、同一流速下的雷諾數(shù)和約化速度等重要無量綱參數(shù)均保持一致。采用有限元軟件ADINA 對各柱體流激振動進行數(shù)值模擬,... 

【文章來源】：長沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 流激振動
        1.2.2 能量轉(zhuǎn)換
        1.2.3 圓柱流激振動
        1.2.4 不同截面形狀柱體流激振動
        1.2.5 存在的問題
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 基本理論與研究方法
    2.1 流激振動基本理論
    2.2 主要無量綱參數(shù)
    2.3 本文研究方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 數(shù)值模型建立與驗證
    3.1 基本控制方程
        3.1.1 流體動力學(xué)方程
        3.1.2 湍流模型
        3.1.3 柱體振動方程
        3.1.4 流固耦合模型
    3.2 數(shù)值計算方法
        3.2.1 有限體積離散
        3.2.2 離散格式
        3.2.3 流固耦合求解
    3.3 計算區(qū)域及網(wǎng)格劃分
    3.4 能量轉(zhuǎn)換功率及效率計算
    3.5 數(shù)值模型驗證
    3.6 本章小結(jié)
第四章 不同截面形狀柱體流激振動數(shù)值模擬
    4.1 不同截面形狀柱體振動響應(yīng)分析
        4.1.1 位移時程曲線及頻譜分析
        4.1.2 振幅比
        4.1.3 頻率比
    4.2 不同截面形狀柱體尾流漩渦形態(tài)
        4.2.1 圓柱的尾流漩渦形態(tài)
        4.2.2 方柱的尾流漩渦形態(tài)
        4.2.3 類梯形柱的尾流漩渦形態(tài)
        4.2.4 梯形柱的尾流漩渦形態(tài)
        4.2.5 T字形柱的尾流漩渦形態(tài)
    4.3 不同截面形狀柱體水動力特性
        4.3.1 升力系數(shù)
        4.3.2 阻力系數(shù)
        4.3.3 升阻系數(shù)比
    4.4 不同截面形狀柱體能量轉(zhuǎn)換分析
        4.4.1 能量獲取功率
        4.4.2 能量轉(zhuǎn)換效率
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
附錄A (攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄)
附錄B (攻讀學(xué)位期間從事科研項目目錄)


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于流機電多物理場耦合下渦激振動能量收集模型及特性[D]. 王軍雷.重慶大學(xué) 2014
[2]海洋立管渦致耦合振動CFD數(shù)值模擬研究[D]. 趙婧.中國海洋大學(xué) 2012
[3]多柱體系統(tǒng)靜止繞流與渦激振動的試驗及數(shù)值研究[D]. 高洋洋.中國海洋大學(xué) 2011

碩士論文
[1]不同截面形狀柱體流致振動特性實驗研究[D]. 胡德江.重慶大學(xué) 2016
[2]潮流能轉(zhuǎn)換裝置阻尼條件下圓柱振子渦激振動現(xiàn)象研究[D]. 武爽.中國海洋大學(xué) 2015
[3]不同截面形狀柱體流致振動及能量轉(zhuǎn)換特性[D]. 李恒.重慶大學(xué) 2015
[4]近流線型斷面渦激振動數(shù)值模擬[D]. 郭春平.長安大學(xué) 2012
[5]圓柱和方柱繞流及矩形柱渦激振動的二維數(shù)值分析[D]. 余化軍.天津大學(xué) 2012



本文編號：3198171