当前位置: 首页 > 学术论文 > 水能 > 正文

基于格子Boltzmann方法的海流能水轮机翼型叶片水动力特性研究

关注热度:1524   来源:新能源学术论文  作者:徐超
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:各种形式的水轮机从形式上看各不相同,换能效果也不相同。翼型叶片水动力特性分析是水轮机参数优化的工作基础。通过水轮机转子翼型叶片水动力学研究,设计好的转子形式,对其参数进行优化,对于提高水轮机的换能效率有重要意义,但由于目前海流能发电装置研究大多处于试验研究阶段,还不成熟,所以对于海流能发电水轮机转子的翼型叶片水动力学研究并不深入。 格子Boltzmann方法是近年逐渐发展完善的复杂流体系统建模和模拟的介观方法,具有算法简单、精度高、压力可以直接求解、能够模拟具有复杂边界条件的问题以及适合于并行计算等优点。格子Boltzmann方法自从提出后引起了国际上许多学者的关注,理论不断成熟,经过二三十年的发展,已经提出了多种模型,并且已经在很多流体力学应用领域取得了很大的成功,成为流体动力学问题仿真模拟的一类重要的方法。 本文将格子Boltzmann方法应用于海流能发电水轮机翼型叶片水动力特性的研究中,通过数值模拟和对比分析,验证了格子Boltzmann方法在该领域应用研究的可行性;对不同攻角、不同翼型叶片、不同雷诺数等条件下的翼型绕流流场进行了模拟,处理计算数据并绘制了相应流线图和水动力特性曲线,通过对比归纳出不同翼型参数和外界条件下翼型水动力特性的变化趋势,提出了种优化翼型水动力特性的基本实现方法,为海流能发电水轮机翼型叶片的优化提供了思路;针对格子Boltzmann方法在海流能发电水轮机翼型叶片的应用开发了一个翼型分析的实时计算软件,程序经过优化运算效率较高,可以作为水轮机翼型叶片的模拟分析工具;另外采用格子Boltzmann方法研究了导流罩对提高翼型水轮机转子发电效率的影响,通过对分析比,总结不同轮廓、外形尺寸和安装间距等对导流罩增速效果的影响规律,提出了一种提高导流罩增速效果的措施,为提高翼型水轮机转子的效率提供了理论依据;同时推导了格子Boltzmann方法在单位转换方面的理论知识,通过无量纲变换得到了单位转换的公式,为后续的相关研究工作奠定了基础,提供了部分有价值的参考和指导资料,为格子Boltzmann方法的完善和拓展进行了有益的探索。
【关键词】:格子Boltzmann方法 翼型叶片 水轮机 水动力分析 数值模拟
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TK730.1
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-8
  • 主要符号说明8-13
  • 1 前言13-20
  • 1.1 研究背景13-17
  • 1.1.1 海流能利用现状13-14
  • 1.1.2 海流发电水轮机翼型叶片14-15
  • 1.1.3 LBM数值模拟介绍15-17
  • 1.2 研究内容与方案17-18
  • 1.3 研究意义18-20
  • 2 LBM基本理论20-41
  • 2.1 理论来源20-21
  • 2.2 理论介绍21-39
  • 2.2.1 基本方程21-25
  • 2.2.2 网格划分25-26
  • 2.2.3 边界条件26-31
  • 2.2.4 LBM模拟过程31-32
  • 2.2.5 LBM应用举例32-39
  • 2.3 应用前景39-40
  • 2.4 本章工作及结论40-41
  • 3 基于LBM翼型绕流模拟41-57
  • 3.1 格子单位转换41-49
  • 3.1.1 研究现状41-44
  • 3.1.2 理论推导44-49
  • 3.2 翼型绕流模拟49-56
  • 3.2.1 模型建立49-51
  • 3.2.2 关键技术51-53
  • 3.2.3 模拟结果53-56
  • 3.3 本章工作及结论56-57
  • 4 翼型叶片水动力特性分析与验证57-73
  • 4.1 水动力特性基本参数57-58
  • 4.2 LBM翼型特性分析58-64
  • 4.2.1 压强系数分布曲线58-59
  • 4.2.2 升力阻力系数分布59-63
  • 4.2.3 速度分布63
  • 4.2.4 密度分布63-64
  • 4.3 翼型叶片绕流模拟对比分析64-69
  • 4.3.1 不同雷诺数64-65
  • 4.3.2 不同翼型弯度65-67
  • 4.3.3 不同翼型厚度67-69
  • 4.4 分析对比结论69
  • 4.5 可视化与速度优化69-72
  • 4.6 本章工作及结论72-73
  • 5 导流罩提高水轮机水动力特性研究73-79
  • 5.1 导流罩作用73
  • 5.2 LBM聚流效果分析73-78
  • 5.2.1 导流罩的LBM模拟74-75
  • 5.2.2 导流罩的对比分析75-78
  • 5.3 本章工作及结论78-79
  • 6 总结与展望79-82
  • 6.1 本文主要研究工作79-80
  • 6.1.1 主要研究工作79
  • 6.1.2 主要研究结论79-80
  • 6.2 本文主要创新点80-81
  • 6.3 本文不足与研究展望81-82
  • 参考文献82-87
  • 致谢87-88
  • 个人简历88-89
  • 发表的学术论文89-90
  • 附录90-91


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于格子Boltzmann方法的海流能水轮机大雷诺数模拟研究    王英英

水平轴潮流能发电机械叶片设计及特性分析    徐学涛

小型水下机器人本体结构设计及水动力仿真    戴志光

潮流水轮机导流罩的水动力设计    张亮;孙科;罗庆杰;

全国科技兴海规划纲要(2008—2015年)    

CFD方法在流体机械设计中的应用    赵兴艳,苏莫明,张楚华,苗永淼

水轮机设计及改造最新技术—CFD技术    朱云,郭维

三维薄翼入水水动力的计算    王国强,朱晓莹,盛振邦

基于格子Boltzmann方法模拟方腔顶盖驱动流    韩善灵,朱平,林忠钦

基于Lattice Boltzmann方法的翼型绕流数值模拟    张勇

水轮机叶片水动力分析及翼型优化    容亮湾

水力机械叶片翼型及转轮的数值模拟研究    胡荣霞

基于iSIGHT平台的翼型水动力优化    马艳;庞永杰;范亚丽;

液压阀CFD研究方法在CAD/CAE一体化设计中的应用    程晓蒙,雷步芳,李永堂

CFD软件在通风机设计中的应用    昌泽舟;罗皓;郭丽娜;王宏;陈萍;

一种提高Darrieus型海流能转换装置性能方法的研究    孙晓晶;黄典贵;吴国庆;

方腔驱动流的数值模拟研究    郝文兰;陈宝明;迟广舟;云和明;

计算流体力学模拟技术在污水处理构筑物中的应用    沈鹏飞;王红武;马鲁铭;张善发;

弹体检测系统中的泄漏量判别方法的优化    李海涛;金施群;郭叙蕊;

一种新型流量平衡阀的数值模拟和实验研究    王悦;

基于转轮人口流动的最优导叶开度预测    詹巧月;周晨阳;韩凤琴;

足球“落叶球”技术分析——以儒尼尼奥1·1佩纳姆布卡诺的“落叶球”为例    王磊;朱桂林;

CFD方法在直接驱动伺服阀CAD/CAE一体化设计中的应用    吴帅;俞军涛;康荣杰;焦宗夏;

尾水管扩散段长度及出口宽度对其回能系数的影响    陈柳;于纪幸;姜明利;任绍成;

40kw潮流电站载体设计    盛其虎;罗庆杰;张亮;

潮流能柔性叶片水轮机导流罩设计及数值模拟    邱飞;王树杰;谭俊哲;袁鹏;

CFD技术在离心泵优化设计中的应用    闫永强;梁武科;廖伟丽;

叶轮机械数值模拟及其在电力工业中的应用    严伟明;袁敏;徐鸿;常景彩;

电液控制阀流场数值模拟    白学敏;廉自生;

基于微泡浮选的多流态强化油水分离研究    李小兵

大功率调速型液力偶合器轴向力研究    孙波

水下机器人近水面横遥减摇控制策略研究    潘立鑫

大型离心压缩机产品精益设计研究与应用    王学军

反转双涡轮灯泡贯流水轮机设计及流动干涉控制    杨栗晶

带附加气室空气弹簧系统动态特性机理的研究    李美

基于数码涡旋压缩机的空调系统的研究    伍光辉

基于并行计算技术的离心式叶片泵流场数值模拟及三维设计软件开发    曹国强

混流式水轮机全部通流元件的三维湍流流场分析与性能预测    辛喆

径流式涡轮喷嘴环低流损函数叶片设计方法研究    刘云岗

不可压缩渗流方程的研究    邓慧琳

立轴式可变角叶轮流场数值模拟    焦磊

导管螺旋桨的水动力性能分析与设计优化    马艳

多级压气机三维流场数值模拟研究    魏国亮

叶栅附体对直叶水轮机的性能干扰研究    孟巧

双尾缘叶片尾部冷气对涡轮性能影响的研究    王建兵

不同叶片及滤室结构的旋转压滤机流场分析    闫海博

开式叶轮离心纸浆泵内部流动的数值模拟和分析    崔明

恒流量控制阀的设计及系列化研究    林雄伟

含沙水中长短叶片水轮机内部流动的数值模拟    李高峰

常规潜艇计算机辅助设计的数学型线生成    陈建国 ,朱继懋

敞水舵水动力的数值模拟    刘江波;周玉龙;李密;宋鹏克;

ROV的研发现状及发展趋势    许竞克;王佑君;侯宝科;杨立浩;

25kW独立运行式水平轴潮流能发电系统    马舜;李伟;刘宏伟;林勇刚;

熵格子Boltzmann方法模拟高Reynolds数流动    徐辉;陶文铨;

不同尾缘改型方式对风力机钝尾缘翼型气动性能的影响    张磊;杨科;赵晓路;徐建中;

新型低流速海流发电系统转轮部分的实验研究    李鸿琦,王毅,佟景伟,李林安,岳澄

无人水下航行器发展    兰志林;周家波;

有机玻璃的光塑性及应用    程军,方如华,林治平

竖轴变攻角潮流发电水轮机性能预报流管模型研究    张亮,汪鲁兵,李凤来,张桂湘

中国海洋能资源的储量及其评价    王传崑;施伟勇;

基于液压传动的潮流能发电装置及其变桨距机构研究    刘宏伟;李伟;林勇刚;马舜;

    

大深度潜水器结构分析与设计研究    刘涛

水下自航行器水动力学特性数值计算与试验研究    何漫丽

小型浅水域水下自航行器系统设计与试验研究    温秉权

竖轴H型叶轮及导流罩流体动力性能数值模拟    孙科

浅水水下机器人设计与控制技术工程研究    刘和平

水平轴海流能发电机械关键技术研究    刘宏伟

仿生鳍在船舶减摇中的应用与仿真研究    陈林

风力机叶片设计与流场仿真    刘克刚

襟翼舵设计计算及水动力性能仿真研究    谢俊超

大型深潜潜艇耐压船体结构设计研究    高灵芝

潜艇水动力计算及型线生成研究    林小平

小型风力机叶片的设计    聂晶

基于Lattice Boltzmann方法的翼型绕流数值模拟    张勇

两栖仿生机器蟹密封技术的研究    王臣业

基于特征设计法的船体型线设计研究    胡今鸿

浅水轻型AUV原理样机初步设计与实验    张小波

竖轴潮流能水轮机转子系统动力学特性研究    郭嘉楠

水平轴海流能发电机组关键部件载荷分析及其试验研究    吴少龙

离心通风机内部流场模拟中的几何建模    段江南,蔡兆麟

基于时间的驱动方腔流的高精度多重网格方法数值模拟    葛永斌,吴文权,田振夫

叶轮机计算流体动力学技术现状与发展趋势    刘宝杰,邹正平,严明,刘火星,宁方飞,张永新,徐力平,蒋浩康,陈懋章

计算流体力学中的网格生成方法及其应用    朱自强,李津,张正科,陈泽民,吴子牛,李海明

通风机虚拟实验平台的开发和实践    蔡兆麟,吴振伟,段江南,李中云

格子Boltzmann方法中的边界条件    聂德明,林建忠

CFD方法在流体机械设计中的应用    赵兴艳,苏莫明,张楚华,苗永淼

CFD多块网格生成新进展    周天孝,白文

风力机扩散放大器流场的数值仿真    汪建文,孙科,贾瑞博

轴流泵叶轮内部三维流动分析    柴胜凯,罗兴锜,廖伟丽

摆线式和蹼板式水轮机水动力性能计算方法研究    张桂湘

一种新型变攻角直叶水轮机水动力性能优化研究    汪鲁兵

离心泵叶轮内部三维紊流数值模拟研究    钱健

粘性流场中摆动尾鳍的水动力分析    杨亮

弹簧控角竖轴直叶水轮机水动力性能研究    陈晗

三峡有个格子河    谭正双

格子装饰 别具一格    华锦云

北京:YOCCO的闪闪亮    yocco;刘序雯;

格子装饰别具一格    向叶生

冲破格子笼    傅刚 ,费菁

温馨的家居 在“格子”中定格    李永文

格子写字楼    兵尉

计算机加强了电子束表面淬火    王三囡

生活场景    黄浩然;李慧欣;

格子与多尺度分析    项欣,雷纪刚

一种环境水质的格子Boltzmann建模研究    方科;陈锋;苏雁军;

浅水波方程的格子Boltzmann模拟    赫万恒;钱跃竑;

基于格子Boltzmann方程的大涡模拟及湍流时空关联性的研究    董宇红;

The Gap between Linearized Poisson-Boltzmann Theory and DLVO Theory    

A Fluctuating Lattice-Boltzmann Model for Direct Numerical Simulation of Particle's Brownian Motion    

气体运动论统一算法与DSMC方法描述Boltzmann方程的一致性研究    李志辉;方明;唐少强;

格子Boltzmann方法用于多孔介质与自由流体开口腔体内自然对流的数值模拟研究    戴传山;刘学章;

封闭方腔内自然对流的格子Boltzmann方法模拟    梁功有;曾忠;张永祥;张良奇;姚丽萍;邱周华;

基于四叉树网格的格子玻尔兹曼方法    陈瑜;蔡庆东;

区组大小为3和4的最优格子带洞填充设计    闻斌;

格子裙给冬天点颜色    尚德荣

“爱心格子店”培育爱心    YMG记者 王波 凌云鹏 通讯员 潘鲁宁

格子店“试水”鞍山,投资百元可当老板    王炳坤陈光明

“格子铺”赢得年轻人青睐    本报记者 顾一琼

格子装尽显柔情    罗闻

花90元租个“格子”当老板    廖晓生

“格子铺”成长要迈三道坎    胡彦殊

“格子店”:低成本创业    本报记者 傅盛宁实习生 吴翀

用百万格子赚百万美元!    本报实习记者 王培根

武汉“格子铺”无人问津    林志芳

格子Boltzmann方法求解偏微分方程的相关研究    刘芳

用于复Ginzburg-Landau方程的格子Boltzmann方法    张建影

格子Boltzmann方法在热声领域的应用及热声谐振管可视化实验研究    王勇

格子Boltzmann方法在几类典型偏分方程及高速压制成形中的应用    李俏杰

电磁波的格子Boltzmann方法研究    刘艳红

弹性动力学变形的格子Boltzmann方法研究    李婷婷

用于波动方程的格子Boltzmann方法及数值模拟研究    史秀波

微尺度流动与传热传质的格子Boltzmann方法    郑林

反应扩散方程的格子Boltzmann方法及数值模拟    闫铂

用格子Boltzmann方法模拟圆柱的搅动流动及减阻    谭玲燕

基于格子Boltzmann方法的海流能水轮机翼型叶片水动力特性研究    徐超

基于格子Boltzmann方法的建筑流场仿真研究    王辉

均匀各向同性湍流的格子Boltzmann模拟    沈峰

几类非线性偏微分方程的格子Boltzmann方法    陈林婕

热声谐振管中声振荡的格子Boltzmann模拟    邓玉瑾

基于格子Boltzmann方法的海流能水轮机大雷诺数模拟研究    王英英

基于格子Boltzmann方法的轨道动边界模拟    赵胤智

基于格子Boltzmann方法的混相驱替过程模拟研究    梁义强

应用格子Boltzmann方法求解偏微分方程的研究    侯晓楠

弹性波动方程的格子Boltzmann理论    董雪

 
关键词: 格子Boltzmann方法

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言