豎軸潮流水輪機(jī)水動力性能的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究的開題報(bào)告

豎軸潮流水輪機(jī)水動力性能的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究的開題報(bào)告一、選題背景和意義潮汐能是一種可再生的能源，由于其利用效果好、污染小、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，備受關(guān)注。潮汐能利用方式較多，其中一種是采用豎軸潮流水輪機(jī)進(jìn)行直接利用，由于其結(jié)構(gòu)簡單、上下游影響小等優(yōu)點(diǎn)，在一些特定的潮汐資源較豐富的地區(qū)使用頗為廣泛。因此，對豎軸潮流水輪機(jī)水動力性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究具有一定的理論和實(shí)踐意義。通過實(shí)驗(yàn)研究可以了解水輪機(jī)的穩(wěn)定性、啟動性能、效率和功率輸出等水動力性能參數(shù)，同時(shí)也可以對水輪機(jī)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。二、研究內(nèi)容本文擬進(jìn)行豎軸潮流水輪機(jī)水動力性能的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究。具體內(nèi)容包括：1.豎軸潮流水輪機(jī)的設(shè)計(jì)和制造。選定水輪機(jī)的工作條件和參數(shù)，并進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和安裝。2.水力實(shí)驗(yàn)。通過試驗(yàn)臺對水輪機(jī)進(jìn)行各種水動力性能參數(shù)的測試，并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。3.數(shù)值模擬。采用CFD軟件對豎軸潮流水輪機(jī)的水動力性能進(jìn)行數(shù)值模擬，得出相應(yīng)的水力特性曲線。4.實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果的比較和分析。對試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比較和分析，探討豎軸潮流水輪機(jī)水動力性能的特點(diǎn)和優(yōu)化方向。三、研究方法本文采用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，通過試驗(yàn)與數(shù)值模擬的相互印證，得出豎軸潮流水輪機(jī)的水動力性能參數(shù)。具體方法包括：1.設(shè)計(jì)和制造豎軸潮流水輪機(jī)，并進(jìn)行安裝和調(diào)試。2.在試驗(yàn)臺上對水輪機(jī)進(jìn)行水力性能參數(shù)的測試，包括水頭-功率特性曲線、水量-功率特性曲線、效率-流量特性曲線等。3.基于CFD軟件對豎軸潮流水輪機(jī)的水動力性能進(jìn)行數(shù)值模擬，得到相應(yīng)的水力特性曲線。4.對試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比較和分析，深入探討豎軸潮流水輪機(jī)的水動力性能特點(diǎn)和存在的問題，提出相應(yīng)的優(yōu)化方案。四、研究預(yù)期成果通過本文的研究，預(yù)計(jì)可以得到以下成果：1.豎軸潮流水輪機(jī)的設(shè)計(jì)與制造，具備一定的理論和實(shí)踐參考價(jià)值。2.對豎軸潮流水輪機(jī)水力性能參數(shù)進(jìn)行測試和分析，得到相應(yīng)的水力特性曲線，為該水輪機(jī)的優(yōu)化和改進(jìn)提供依據(jù)。3.通過CFD數(shù)值模擬，深入探討了豎軸潮流水輪機(jī)的水動力特性，為提高水輪機(jī)效率、減小損失提供了一定的參考。4.對實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行比較和分析，探討豎軸潮流水輪機(jī)的水動力性能特點(diǎn)和存在的問題，并提出相應(yīng)的優(yōu)化方案。五、研究進(jìn)度安排本文計(jì)劃完成時(shí)間為一年，大致進(jìn)度安排如下：第一季度1.調(diào)查豎軸潮流水輪機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，梳理文獻(xiàn)資料。2.進(jìn)行水輪機(jī)的設(shè)計(jì)和制造，并進(jìn)行試驗(yàn)臺的搭建和調(diào)試。第二季度1.開始進(jìn)行水力實(shí)驗(yàn)，記錄并整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.進(jìn)行數(shù)值模擬程序的編寫和模擬工作。第三季度1.完成水力實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的工作，得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果。2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果的比較和分析。第四季度1.對試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行深入分析和總結(jié)，提出相應(yīng)的優(yōu)化建議。2.完成論文的撰寫和答辯準(zhǔn)備工作。六、參考文獻(xiàn)1.邵平.潮汐能開發(fā)與利用系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社,2017.2.劉紅.立軸式和橫軸式潮流渦輪機(jī)的水力性能分析[J].水電能源科學(xué),2019,37(10):90-95.3.葛曼曼.海洋潮汐能的開發(fā)及其利用研究[D].上海:華東理工大學(xué),2018.4.王斌.豎軸潮流水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能試驗(yàn)