潮流能水平軸水輪機(jī)葉片性能分析與研究.pdf

1、能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，控制著國民經(jīng)濟(jì)的命脈。近些年來，能源危機(jī)、環(huán)境污染等問題相繼出現(xiàn)并阻礙著社會的進(jìn)一步發(fā)展，能源博弈將愈演愈烈。因此，大力發(fā)展可再生能源是一項迫在眉睫的任務(wù)。潮流能作為一種儲量豐富、可預(yù)測性強(qiáng)、污染小的海洋可再生能源越來越受到各國的關(guān)注。本文從潮流能水平軸水輪機(jī)的葉片設(shè)計出發(fā)，結(jié)合潮流流速多變的實際情況，通過理論研究、數(shù)值模擬以及經(jīng)驗統(tǒng)計的方法，分析研究了潮流能水平軸水輪機(jī)的葉片性能。
　　本文從各國潮流能水輪

2、機(jī)葉片的研究現(xiàn)狀出發(fā)，通過葉片設(shè)計的理論研究以及數(shù)值模擬，得到水輪機(jī)葉片設(shè)計的修正方法；借鑒水輪機(jī)樣機(jī)試驗以及設(shè)計經(jīng)驗，選取葉片翼型并計算翼型參數(shù)；根據(jù)葉片優(yōu)化目標(biāo)，設(shè)定約束條件和函數(shù)，計算水輪機(jī)葉片外形的幾何參數(shù)，建立葉片的三維實體模型。
　　根據(jù)水輪機(jī)的實際環(huán)境，建立水輪機(jī)轉(zhuǎn)子的簡化模型，運(yùn)用計算流體力學(xué)方法模擬水輪機(jī)葉片在不同工作狀態(tài)下的載荷，得到水輪機(jī)葉片在工作狀態(tài)下的極限載荷；結(jié)合葉片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理論，建立水輪機(jī)葉片沿葉展方

3、向各個截面的翼型坐標(biāo)系以及計算模型，通過編程計算水輪機(jī)葉片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用軟件建立水輪機(jī)葉片外形和內(nèi)部的幾何結(jié)構(gòu)模型；運(yùn)用有限元方法，根據(jù)葉片的材料屬性，分析葉片實際結(jié)構(gòu)在極限載荷下的穩(wěn)定性，校核葉片結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，確保水輪機(jī)葉片的穩(wěn)定運(yùn)行；運(yùn)用機(jī)械振動理論，分析葉片在無載荷作用和承受載荷情況下?lián)]舞振動、擺振振動以及扭曲振動的頻率和變形，并與水輪機(jī)工作的潮流頻率以及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的頻率進(jìn)行對比分析，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生共振破壞；最后，根據(jù)葉片材料