基于格子Boltzmann方法的海流能水轮机大雷诺数模拟研究
基于格子Boltzmann方法的海流能水轮机大雷诺数模拟研究【摘要】:水轮机是海流能发电系统装置的重要组成部分,不同的水轮机的换能效果也不相同,因此水轮机的设计优化对于提高海流能的
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O368;TK730.1
【目录】:
- 摘要5-6
- Abstract6-12
- 1 前言12-18
- 1.1 研究背景12-14
- 1.1.1 海流能利用现状与开发的关键技术12-13
- 1.1.2 格子Boltzmann 方法介绍与研究现状13-14
- 1.2 国内外相关的发展与研究现状14-15
- 1.2.1 国内外海流能发电技术现状与进展14
- 1.2.2 格子Boltzmann 方法在该领域的应用研究14-15
- 1.3 本文的主要研究内容15-18
- 2 格子 BOLTZMANN 方法的理论与数值模型18-45
- 2.1 从BOLTZMANN 方程到格子BOLTZMANN方程18-20
- 2.1.1 Boltzmann 方程18-19
- 2.1.2 BGK 近似19
- 2.1.3 格子Boltzmann 方程19-20
- 2.2 格子BOLTZMANN方法的基本模型20-27
- 2.2.1 平衡态分布函数20-22
- 2.2.2 网格技术22-23
- 2.2.3 边界处理23-27
- 2.3 格子BOLTZMANN方法与实际流场之间的单位转换27-30
- 2.4 湍流的数值模拟以及格子BOLTZMANN方法的大雷诺数模拟30-43
- 2.4.1 湍流现象30
- 2.4.2 湍流模型与数值模拟方法30-32
- 2.4.3 格子Boltzmann 方法的大雷诺数模拟的数值方法32-34
- 2.4.4 基于大涡模拟的格子Boltzmann 方法的大雷诺数模拟34-36
- 2.4.5 大雷诺数数值模拟验证36-43
- 2.5 格子BOLTZMANN方法模拟的程序设计流程43-44
- 2.6 本章工作及结论44-45
- 3 基于 LBM-LES 的水轮机翼型叶片水动力特性模拟分析45-62
- 3.1 翼型的水动力特性参数45-48
- 3.2 大雷诺数下叶片翼型NACA0012 的数值模拟与分析48-54
- 3.2.1 Re=5×10~5时的特性48-50
- 3.2.2 Re=6.6×10~5时的特性50-54
- 3.3 大雷诺数下叶片翼型绕流模拟对比分析54-60
- 3.3.1 不同弯度的翼型54-58
- 3.3.2 不同厚度的翼型58-60
- 3.4 本章工作及结论60-62
- 4 垂直轴水轮机数值模拟与水动力特性分析62-73
- 4.1 水轮机的水动力特性参数62-64
- 4.2 不同叶片数量的垂直轴水轮机水动力特性分析与对比64-72
- 4.3 本章工作与结论72-73
- 5 总结与展望73-75
- 5.1 本文主要研究工作73-74
- 5.2 本文主要创新点74
- 5.3 本文不足与研究展望74-75
- 参考文献75-79
- 致谢79-80
- 个人简历80-81
- 发表的学术论文81
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