潮流能水輪機水力特性數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)分析

2.39萬字 63頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘 要
潮流能是一種清潔無污染、可再生、蘊藏量豐富的新能源，隨著化石資源的逐漸枯竭和環(huán)保的要求日益提高，世界各國對潮潮流能的開發(fā)利用越來越重視，各種潮流能技術(shù)得到了不斷的突破，其中英國等歐美國家已經(jīng)進入潮流能商業(yè)化運作前期。燈泡貫流式水輪機具有流道型式好、尺寸小，能量參數(shù)大、效率高，機組尺寸小、重量輕，運行性能好、適用范圍大，土建工程量少、投資省，投建后移民少等優(yōu)點。葉輪作為潮流能水輪機獲取能量的關(guān)鍵部件，它的水力性能以及結(jié)構(gòu)性能會影響機組收集能量的效率和結(jié)構(gòu)的安全性。本文基于單向流固耦合模型，對不同工況、不同尺寸、不同材料下的葉輪水力性能和結(jié)構(gòu)性能進行了穩(wěn)態(tài)分析，對比研究了不同模型所得到的機組、葉輪效率，葉片表面壓力分布等水力性能以及葉片應(yīng)力應(yīng)變、變形性能，為進一步優(yōu)化葉輪結(jié)構(gòu)提供了依據(jù)和參考。
論文取得的成果如下：
（1）在原始模型的基礎(chǔ)上對葉片根部加固方案進行設(shè)計，利用SolidWorks軟件對葉片根部進行加厚。之后進行水力特性數(shù)值模擬，篩選出兩種水力性能較優(yōu)的方案。
（2）對三種葉片根部方案在不同尺寸工況下進行結(jié)構(gòu)分析。利用ANSYS WORKBENCH軟件進行結(jié)構(gòu)應(yīng)力數(shù)值模擬，得到各種情況下葉片的應(yīng)力形變圖，確定葉片的結(jié)構(gòu)性能。
（3）選用三種復合材料制作葉片。利用ANSYS Workbench軟件對材料進行設(shè)定后進行結(jié)構(gòu)應(yīng)力的數(shù)值模擬，得到各個葉片的應(yīng)力形變圖，從而確定用這三種材料制作葉片時的機械性能


關(guān)鍵詞：潮流能水輪機，單向流固耦合，水力性能，結(jié)構(gòu)性能