本文選題：水平軸潮流能發(fā)電 + LBM�。� 參考：《燕山大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著化石能源的不斷消耗,能源短缺問題已成為當(dāng)今世界需要共同面對的突出難題。近年來,潮流能作為一種可再生的清潔綠色能源,逐漸成為開發(fā)的焦點。水平軸潮流能發(fā)電裝置可將潮流能轉(zhuǎn)化為水輪機的動能,從而帶動發(fā)電機進行發(fā)電,因其具有自啟動性能好、轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)點,是潮流能開發(fā)利用的主要設(shè)備,目前潮流能發(fā)電研究還處于起步階段,其研究開發(fā)還遠未成熟。本文從潮流能發(fā)電裝置的機艙和支撐立柱入手,通過改變機艙的直徑、形狀和支撐立柱的直徑、及其與葉輪平面的距離等,研究其對水輪機水動力性能的影響規(guī)律。首先,闡述了水平軸潮流能發(fā)電裝置的研究背景和意義,分析了國內(nèi)外潮流能發(fā)電裝置的研究現(xiàn)狀,介紹了水輪機的相關(guān)基本理論,利用翼型軟件分析了翼型的特性參數(shù),并根據(jù)葉片參數(shù)利用三維軟件對水平軸潮流能發(fā)電裝置進行了三維全尺寸建模。接著,運用格子玻爾茲曼(LBM)方法,建立了水平軸潮流能發(fā)電裝置的數(shù)值模擬分析模型,對水輪機在不同尖速比工況下的水動力性能進行了數(shù)值模擬分析,并通過模型試驗,對比了數(shù)值模擬結(jié)果和實驗結(jié)果,驗證了LBM方法的有效性及可行性。最后,在給定水流速度、水流方向和葉輪旋轉(zhuǎn)速度的基礎(chǔ)上,利用LBM方法,研究了不同參數(shù)和不同結(jié)構(gòu)形式下水輪機的水動力性能,進而得出對水輪機捕獲效率和軸向推力系數(shù)等的影響規(guī)律。通過課題的研究,揭示了機艙和立柱對水平軸潮流能發(fā)電裝置水動力性能的影響規(guī)律,為水輪機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工程應(yīng)用提供了參考依據(jù),為潮流能發(fā)電裝置的深入研究奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:With the continuous consumption of fossil energy, the problem of energy shortage has become a prominent problem in the world today. In recent years, the power flow can be a renewable clean green energy, gradually becoming the focus of development. The horizontal axis power generation device can convert the power flow into the kinetic energy of the turbine and drive the generator to carry on. Power generation is the main equipment for the development and utilization of power flow because of its good starting performance and high conversion efficiency. At present, the research and development of power generation power generation is still in its infancy. This paper starts with the engine room and supporting column of the power generation device, and changes the diameter, shape and vertical column of the engine room. Diameter, and the distance from the plane of the impeller and so on, study its influence on the hydrodynamic performance of the hydraulic turbine. First, the research background and significance of the horizontal axis power generation device are expounded. The research status of the power generation device at home and abroad is analyzed, the basic theory of the turbine is introduced, and the characteristics of the airfoil are analyzed by the airfoil software. The 3D full dimensional modeling of the horizontal axis power generation power generation device is carried out by using the 3D software based on the blade parameters. Then, the numerical simulation model of the horizontal axis power generation unit is established by using the lattice Boltzmann (LBM) method, and the hydrodynamic performance of the hydraulic turbine at different speed ratio conditions is numerically simulated. The validity and feasibility of the LBM method are verified by comparing the numerical simulation results and the experimental results through the model test. Finally, on the basis of the given flow velocity, the direction of the flow and the rotating speed of the impeller, the hydrodynamic performance of the turbines with different parameters and different structure forms is studied by using the LBM method, and then the water is obtained. The influence law of the turbine capture efficiency and the axial thrust coefficient and so on. Through the research of the project, the influence law of the engine cabin and column on the hydrodynamic performance of the horizontal axis power flow power generation device is revealed, which provides a reference for the structural optimization and engineering application of the turbine, and lays a foundation for the in-depth study of the power flow energy generator.

【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM612;TV136

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本文編號：1787744