機(jī)翼運(yùn)動的有限渦方法求解.pdf

1、在能源緊缺的今天，國內(nèi)外學(xué)者的研究重點放在了可再生資源上，海洋潮流做為可再生資源的一種已經(jīng)受到高度重視。我國海洋潮流能蘊(yùn)藏量巨大，它開發(fā)利用的潛力十分可觀。豎軸潮流能水輪機(jī)是當(dāng)前世界上應(yīng)用較為普遍的潮流能轉(zhuǎn)換利用裝置之一，對此種潮流能轉(zhuǎn)換裝置水動力特性全面細(xì)致研究，能夠指導(dǎo)設(shè)計開發(fā)潮流能轉(zhuǎn)換利用更加高效的裝置，對緩解逐漸嚴(yán)峻的能源與環(huán)境問題有非常重要價值。但是由于豎軸水輪機(jī)自身結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定，其流體動力特性非常復(fù)雜，豎軸水輪機(jī)流體動力學(xué)特

2、性設(shè)計中的很多基礎(chǔ)問題至今沒有得到很好的解決，本文以豎軸潮流能水輪機(jī)實用化開發(fā)為目的，利用數(shù)值模擬和模型試驗相結(jié)合的方法對固定偏角和自由變偏角兩種豎軸水輪機(jī)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　論文分析了當(dāng)前國內(nèi)外主流豎軸發(fā)電裝置的基本原理與結(jié)構(gòu)組成，介紹了豎軸葉輪的流體動力性能與優(yōu)化方法的進(jìn)展。論文的主要工作如下：
　　1.建立了豎軸輪機(jī)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)，統(tǒng)一定義了輪機(jī)的幾何學(xué)、運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)參數(shù)，闡述了輪機(jī)的工作原理，分析了速比與

3、葉片偏角對輪機(jī)能量利用率的影響。
　　2.以渦面元法為基礎(chǔ)，提出了一種新的奇點分布方式，將源匯和渦都布置在機(jī)翼表面上，用常值渦片來模擬脫落的尾渦，結(jié)合Kutta條件建立了單葉片非定常運(yùn)動的有限渦模型，為優(yōu)化工作提供了理論基礎(chǔ)。
　　3.使用有限渦方法對固定偏角型輪機(jī)和變偏角型輪機(jī)進(jìn)行了載荷預(yù)報，通過具體算例和模型試驗結(jié)果相對比，驗證了該方法的準(zhǔn)確性與可靠性，最后通過擺線式變偏角輪機(jī)算例指出通過改變?nèi)~片在運(yùn)行過程中的偏角可以提