目前我國(guó)關(guān)于環(huán)保深水網(wǎng)箱的研究由于其自動(dòng)化控制系統(tǒng)難以解決電能供給問(wèn)題而發(fā)展滯后。因此有必要提出一種具有較高發(fā)電量和發(fā)電效率的潮流能捕獲裝置,該裝置要求能在低流速下正常工作以適應(yīng)深水網(wǎng)箱的供電需求。本文主要做了以下工作:首先,對(duì)深水網(wǎng)箱系統(tǒng)的電能消耗進(jìn)行分析,并根據(jù)深水網(wǎng)箱安置海域的水文狀況建立半月周期的潮流能水輪機(jī)發(fā)電量數(shù)學(xué)模型,同時(shí)對(duì)潮流能捕獲葉輪的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析比較,選擇帶導(dǎo)流罩的水平軸式葉輪作為該深水網(wǎng)箱的潮流能捕獲葉輪。其次,根據(jù)CFD仿真計(jì)算原理分析潮流能捕獲裝置所處的流場(chǎng)流體性質(zhì),并且建立潮流能水輪機(jī)三維流體動(dòng)力學(xué)分析模型。結(jié)合BEM理論,建立預(yù)測(cè)水輪機(jī)捕能系數(shù)和軸向力系數(shù)的數(shù)學(xué)模型,初步總結(jié)水輪機(jī)水動(dòng)力性能。然后,根據(jù)深水網(wǎng)箱的用電需求對(duì)用于水輪機(jī)葉輪的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)整個(gè)潮流能發(fā)電裝置的水動(dòng)力特性進(jìn)行分析,得出不同的導(dǎo)流罩參數(shù)對(duì)潮流能水輪機(jī)性能的影響。在保證滿足深水網(wǎng)箱的用電需求的前提下,選擇適當(dāng)?shù)乃啓C(jī)導(dǎo)流罩。最后,對(duì)處于不同工況下的帶導(dǎo)流罩的葉輪進(jìn)行流固耦合分析,得到了水輪機(jī)葉輪對(duì)應(yīng)的捕獲功率、軸向推力、捕能系數(shù)和推力系數(shù)等曲線。并對(duì)葉輪結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了分... 

【文章來(lái)源】：浙江海洋大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 世界深水網(wǎng)箱研發(fā)情況
        1.2.1 他國(guó)深水網(wǎng)箱研發(fā)情況
        1.2.2 國(guó)內(nèi)深水網(wǎng)箱發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 潮流能概述
        1.2.1 國(guó)外潮流能發(fā)電現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)潮流能發(fā)電現(xiàn)狀
    1.4 論文研究目標(biāo)和技術(shù)路線
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 研究方案和技術(shù)路線
    1.5 本章小結(jié)
第二章 深水網(wǎng)箱工況分析
    2.1 自動(dòng)化深水網(wǎng)箱系統(tǒng)
    2.2 深水網(wǎng)箱工況分析
        2.2.1 用電需求分析
        2.2.2 深水網(wǎng)箱所處流域分析
    2.3 潮流能水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)概述
        2.3.1 葉輪結(jié)構(gòu)形式的選擇分析
        2.3.2 潮流能水輪機(jī)捕能初步分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 潮流能水輪機(jī)流場(chǎng)分析
    3.1 潮流能捕獲葉輪所在流場(chǎng)的性質(zhì)分析
        3.1.1 理想流體和黏性流體
        3.1.2 可壓縮流體與不可壓縮流體
        3.1.3 定常流與非定常流
        3.1.4 層流與湍流
    3.2 潮流能捕獲葉輪的流體動(dòng)力學(xué)建模
        3.2.1 葉輪所在流場(chǎng)的控制方程
        3.2.2 利用有限體積法對(duì)控制方程的離散
    3.3 潮流能捕獲葉輪的計(jì)算模型分析
        3.3.1 動(dòng)量理論
        3.3.2 葉素理論
        3.3.3 葉素-動(dòng)量理論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 潮流能水輪機(jī)的性能分析
    4.1 水輪機(jī)葉輪計(jì)算模型和網(wǎng)格參數(shù)
    4.2 葉輪流速特性的流固耦合分析
        4.2.1 不同流速下水輪機(jī)水動(dòng)力性能分析
        4.2.2 不同流速下水輪機(jī)結(jié)構(gòu)性能分析
    4.3 葉輪轉(zhuǎn)速特性的流固耦合分析
        4.3.1 不同轉(zhuǎn)速下水輪機(jī)水動(dòng)力性能分析
        4.3.2 不同轉(zhuǎn)速下水輪機(jī)結(jié)構(gòu)性能分析
    4.4 本章小節(jié)
第五章 帶導(dǎo)流罩的水輪機(jī)水動(dòng)力分析
    5.1 導(dǎo)流罩原理及其計(jì)算模型參數(shù)
    5.2 導(dǎo)流罩類型分析
    5.3 帶導(dǎo)流罩的水輪機(jī)水動(dòng)力性能分析
    5.4 帶導(dǎo)流罩的水輪機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)性能
    5.5 本章小節(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 對(duì)后續(xù)研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水平軸潮流水輪機(jī)水力性能的數(shù)值模擬研究[J]. 肖惠民.  水電與新能源. 2015(04)
[2]潮流能研究現(xiàn)狀2013[J]. 張亮,李新仲,耿敬,張學(xué)偉.  新能源進(jìn)展. 2013(01)
[3]3MW風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)建模與模態(tài)分析[J]. 武玉龍,李春,高偉.  機(jī)械研究與應(yīng)用. 2013(03)
[4]深水網(wǎng)箱——海洋養(yǎng)殖先進(jìn)生產(chǎn)力[J]. 郭根喜,陶啟友,胡昱,黃小華.  科學(xué)養(yǎng)魚(yú). 2013(01)
[5]潮流發(fā)電現(xiàn)狀分析及未來(lái)展望[J]. 段自豪,陳正壽.  中國(guó)水運(yùn)(下半月). 2012(02)
[6]垂直軸潮流能水輪機(jī)研究與利用現(xiàn)狀[J]. 張亮,李志川,張學(xué)偉,侯衛(wèi)松,馬勇.  應(yīng)用能源技術(shù). 2011(09)
[7]海流能增速管糾正偏流的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王立,董志勇,張旭,韓偉,俞小偉.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2011(04)
[8]基于MCGS的深水網(wǎng)箱自動(dòng)投餌遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 胡昱,郭根喜,湯濤林,黃小華,陶啟友,張小明.  漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展. 2010(06)
[9]潮流能發(fā)電及潮流能發(fā)電裝置[J]. 戴慶忠.  東方電機(jī). 2010(02)
[10]國(guó)產(chǎn)HDPE升降式深水網(wǎng)箱下沉關(guān)鍵技術(shù)的研究[J]. 黃濱,關(guān)長(zhǎng)濤,崔勇,李嬌.  漁業(yè)科學(xué)進(jìn)展. 2009(05)

博士論文
[1]豎軸H型葉輪及導(dǎo)流罩流體動(dòng)力性能數(shù)值模擬[D]. 孫科.哈爾濱工程大學(xué) 2008

碩士論文
[1]潮流能水輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)及其性能研究[D]. 劉雪峰.浙江海洋學(xué)院 2014
[2]潮流能水平軸水輪機(jī)葉片優(yōu)化及水動(dòng)力性能研究[D]. 陳存福.中國(guó)海洋大學(xué) 2012
[3]潮流能發(fā)電場(chǎng)尾流場(chǎng)數(shù)值模擬及其多機(jī)組影響規(guī)律研究[D]. 安佰娜.中國(guó)海洋大學(xué) 2012
[4]水平軸潮流能發(fā)電機(jī)械葉片設(shè)計(jì)及特性分析[D]. 徐學(xué)濤.浙江大學(xué) 2012
[5]水平軸潮流水輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)和模型試驗(yàn)研究[D]. 王儉超.中國(guó)海洋大學(xué) 2011



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