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全球能源消耗巨大,环境污染问题日益严重,各国已经开展了海流机技术的研究。现今,海流机形式主要可分为:水平轴海流机和垂直轴海流机两种基本类型。设计方法方面,由于风力机的研究先于海流机并且风能和海流能获能方式非常类似,目前大多数海流机以风力机为设计参考对象。在数值模拟方面,由于上述两种海流机和风力机的基本原理相同,模拟方法可以相互借鉴。同时,水平轴海流机效率较高,转动平稳,但安装不便,易受流向影响,需要安装对水装置。垂直轴海流机的研究发展较晚,不受流向影响,在湍流下仍保持良好性能,然而它的启动性能通常都较差,需要特殊的启动辅助设计。 针对目前海流机发电装置的不足,本文设计了一种新型叶片式海流能发电转换装置—新型海流机,对它进行了结构设计,并且数值模拟了它的水动力性能。论文的主要研究内容如下: 首先,设计了新型叶片式海流能发电转换装置——新型海流机的整体结构。针对新型海流机需要实现的设计目标,对新型海流机的整体以及关键机构进行了设计,对叶片进行了受力分析。 其次,研究了不同叶片参数对新型海流机叶片水动力特性的影响。分别研究并比较了叶片不同参数的变化,如叶片安装形式、叶片安装半径、叶片个数、叶片高度、叶片安装高度、叶片形状对推力、力矩系数的影响。 再次,模拟了整体新型海流机的水动力性能。针对了新型海流机在水面上作业的情况,通过使用Fluent中的VOF模型以及UDF(用户自定义程序)编译模拟了新型海流机的水动力性能。 最后,对新型海流机进行了水槽试验。