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振荡水柱波能发电装置冲击式透平
作者：刘臻，崔莹 著
出版社：科学出版社
出版时间：2021-11-01
ISBN：9787030689450
定价：¥158.00
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内容简介
振荡水柱技术与自整流冲击式透平是波浪能乃至整个海洋可再生能源领域的前沿研究热点，国内起步较晚，但追赶速度很快。《振荡水柱波能发电装置冲击式透平》系统梳理和总结了作者十数年来在振荡水柱波能发电技术与冲击式透平领域的研究成果与工程实践，简述了该领域的发展历程与趋势，深入探讨了冲击式透平的基础科学问题。《振荡水柱波能发电装置冲击式透平》共六章，概述了波浪能、振荡水柱技术及自整流空气透平，详细介绍了冲击式透平定常与非定常试验与数值模拟的研究方法与成果、全过程全瞬态模拟方法的构建及其在实海况工程实例中的应用。
作者简介
暂缺《振荡水柱波能发电装置冲击式透平》作者简介
目录
目录
前言
第1章 波浪能的开发与利用 1
1.1 海洋可再生能源 1
1.1.1 潮汐能 2
1.1.2 海流能 3
1.1.3 海洋温差能 4
1.1.4 盐差能 6
1.1.5 波浪能 6
1.2 波浪能资源 7
1.3 装置的技术经济开发与评价 11
1.4 工作原理与典型装置 16
1.4.1 波浪能装置开发简史 16
1.4.2 装置工作原理与分类 18
1.4.3 典型装置 20
1.5 PTO 设备 27
参考文献 28
第2章 OWC 装置与空气透平 30
2.1 OWC 装置工作原理 30
2.1.1 OWC 装置能量转换过程 30
2.1.2 OWC 装置工作原理的理论分析 32
2.2 OWC 装置的工程应用 35
2.2.1 OWC 装置开发简史 35
2.2.2 离岸式装置 37
2.2.3 近岸式装置 39
2.2.4 靠岸式装置 42
2.2.5 防波堤耦合式装置 44
2.2.6 小结 46
2.3 OWC 装置空气透平 46
2.3.1 OWC 空气透平开发历程与种类 46
2.3.2 威尔斯式透平 48
2.3.3 冲击式透平 51
2.3.4 其他透平系统 56
2.4 OWC 空气透平能量转换机理 59
2.4.1 OWC 空气透平的工作原理 59
2.4.2 OWC 空气透平流体动力学原理 60
2.4.3 OWC 空气透平工作性能评价参数 64
2.5 总结 69
参考文献 70
第3章 冲击式透平的试验研究 76
3.1 OWC 空气透平的研究方法 76
3.2 OWC 空气透平性能测试设备综述 77
3.3 试验透平与风洞 81
3.3.1 冲击式透平模型 81
3.3.2 定常风洞与往复流风洞 83
3.4 定常与往复气流试验流程 91
3.4.1 定常气流试验 91
3.4.2 往复气流试验 95
3.5 冲击式透平工作性能的试验评价 98
3.5.1 定常气流试验 98
3.5.2 往复气流试验 106
3.6 总结 115
参考文献 115
第4章 冲击式透平的定常数值模拟研究 119
4.1 概述 119
4.2 冲击式透平定常数值模型 120
4.2.1 计算流体力学基本概念 120
4.2.2 透平定常模型构建 126
4.2.3 透平定常模型验证 129
4.3 不同参量对冲击式透平定常性能的影响 130
4.3.1 叶片数目 (稠度) 的影响 131
4.3.2 动叶片安装角的影响 134
4.3.3 动叶片叶端结构的影响 140
4.3.4 径间比的影响 143
4.3.5 外径间隙比的影响 147
4.3.6 动叶片入口角的影响 150
4.3.7 轮毂比的影响 152
4.4 总结 156
参考文献 157
第5章 冲击式透平的非定常数值模拟研究 160
5.1 概述 160
5.2 冲击式透平非定常数值模型 164
5.2.1 透平非定常数值模型构建 164
5.2.2 透平非定常数值模型验证 167
5.3 透平非定常性能数值研究结果 170
5.3.1 定常气流条件下的透平非定常性能 170
5.3.2 正弦气流条件下的透平非定常性能 179
5.3.3 不规则气流条件下的透平非定常性能 196
5.4 总结 202
参考文献 203
第6章 冲击式透平的全过程模拟研究 205
6.1 概述 205
6.2 典型 OWC 装置全过程物理模型试验 208
6.2.1 全过程物理模型试验设计 208
6.2.2 典型 OWC 装置的全过程能量转换性能 212
6.2.3 小结 223
6.3 典型 OWC 装置全过程数值模拟研究 224
6.3.1 全瞬态模型的构建 224
6.3.2 全瞬态模型的试验验证 226
6.3.3 实海况条件下原型 OWC 电站的全过程模拟研究 235
6.4 总结 243
参考文献 244
附录 A 符号定义 246
附录 B 缩写定义 253
前言
第1章 波浪能的开发与利用 1
1.1 海洋可再生能源 1
1.1.1 潮汐能 2
1.1.2 海流能 3
1.1.3 海洋温差能 4
1.1.4 盐差能 6
1.1.5 波浪能 6
1.2 波浪能资源 7
1.3 装置的技术经济开发与评价 11
1.4 工作原理与典型装置 16
1.4.1 波浪能装置开发简史 16
1.4.2 装置工作原理与分类 18
1.4.3 典型装置 20
1.5 PTO 设备 27
参考文献 28
第2章 OWC 装置与空气透平 30
2.1 OWC 装置工作原理 30
2.1.1 OWC 装置能量转换过程 30
2.1.2 OWC 装置工作原理的理论分析 32
2.2 OWC 装置的工程应用 35
2.2.1 OWC 装置开发简史 35
2.2.2 离岸式装置 37
2.2.3 近岸式装置 39
2.2.4 靠岸式装置 42
2.2.5 防波堤耦合式装置 44
2.2.6 小结 46
2.3 OWC 装置空气透平 46
2.3.1 OWC 空气透平开发历程与种类 46
2.3.2 威尔斯式透平 48
2.3.3 冲击式透平 51
2.3.4 其他透平系统 56
2.4 OWC 空气透平能量转换机理 59
2.4.1 OWC 空气透平的工作原理 59
2.4.2 OWC 空气透平流体动力学原理 60
2.4.3 OWC 空气透平工作性能评价参数 64
2.5 总结 69
参考文献 70
第3章 冲击式透平的试验研究 76
3.1 OWC 空气透平的研究方法 76
3.2 OWC 空气透平性能测试设备综述 77
3.3 试验透平与风洞 81
3.3.1 冲击式透平模型 81
3.3.2 定常风洞与往复流风洞 83
3.4 定常与往复气流试验流程 91
3.4.1 定常气流试验 91
3.4.2 往复气流试验 95
3.5 冲击式透平工作性能的试验评价 98
3.5.1 定常气流试验 98
3.5.2 往复气流试验 106
3.6 总结 115
参考文献 115
第4章 冲击式透平的定常数值模拟研究 119
4.1 概述 119
4.2 冲击式透平定常数值模型 120
4.2.1 计算流体力学基本概念 120
4.2.2 透平定常模型构建 126
4.2.3 透平定常模型验证 129
4.3 不同参量对冲击式透平定常性能的影响 130
4.3.1 叶片数目 (稠度) 的影响 131
4.3.2 动叶片安装角的影响 134
4.3.3 动叶片叶端结构的影响 140
4.3.4 径间比的影响 143
4.3.5 外径间隙比的影响 147
4.3.6 动叶片入口角的影响 150
4.3.7 轮毂比的影响 152
4.4 总结 156
参考文献 157
第5章 冲击式透平的非定常数值模拟研究 160
5.1 概述 160
5.2 冲击式透平非定常数值模型 164
5.2.1 透平非定常数值模型构建 164
5.2.2 透平非定常数值模型验证 167
5.3 透平非定常性能数值研究结果 170
5.3.1 定常气流条件下的透平非定常性能 170
5.3.2 正弦气流条件下的透平非定常性能 179
5.3.3 不规则气流条件下的透平非定常性能 196
5.4 总结 202
参考文献 203
第6章 冲击式透平的全过程模拟研究 205
6.1 概述 205
6.2 典型 OWC 装置全过程物理模型试验 208
6.2.1 全过程物理模型试验设计 208
6.2.2 典型 OWC 装置的全过程能量转换性能 212
6.2.3 小结 223
6.3 典型 OWC 装置全过程数值模拟研究 224
6.3.1 全瞬态模型的构建 224
6.3.2 全瞬态模型的试验验证 226
6.3.3 实海况条件下原型 OWC 电站的全过程模拟研究 235
6.4 总结 243
参考文献 244
附录 A 符号定义 246
附录 B 缩写定义 253
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