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双转子水轮机的流固耦合振动分析

发布时间:2020-09-25 08:17
   本文针对能源供应日益紧缺现象,设计、研究了一种双转子潮流能发电装置。它具有体积小、发电量高、流场稳定等优点。针对其叶片部件由于振动所产生的疲劳裂纹现象,应用有限元软件ANSYS Workbench集成下的Simulation及CFX两个模块,对其结构进行流-固耦合振动分析。 主要工作如下: 1)根据有关理论及实际工况,对双转子潮流能水轮机进行方案的设计,然后利用三维设计软件pro/e建立了整机结构的三维模型。 2)在CFX模块下对双转子水轮机的流场进行数值模拟,模拟水轮机尾流静压的动态变化,得到其湍流变化所影响的范围,同时获得了双转子水轮机在水下所受到的流体压力。 3)在Simulation模块下建立了整机的有限元模型,对其进行流-固耦合分析,采用APDL参数化语言,自动将水流的压力进行加载,得出机体在不同工况下所受到的静应力载荷。 4)利用ANSYS Workbench软件对水轮机的叶片进行湿模态分析,得到其在水中的固有频率及振型,并以此为基础对叶片进行谐响应分析,得到叶片关键点处的位移、速度及加速度频响曲线。 结果表明整机受力最大的部位在叶片根部,动态力及静应力的交互作用是引起叶片发生破坏的主要原因。
【学位单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2012
【中图分类】:P743.3;TK730

【参考文献】

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本文编号:2826473

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