柔性葉片水輪機(jī)流體動力特性數(shù)值模擬研究的任務(wù)書

柔性葉片水輪機(jī)流體動力特性數(shù)值模擬研究的任務(wù)書任務(wù)書題目：柔性葉片水輪機(jī)流體動力特性數(shù)值模擬研究任務(wù)背景：水力發(fā)電是一種常見的可再生能源，其為人們提供了清潔能源，具有廣泛的應(yīng)用前景。在水力發(fā)電中，水輪機(jī)作為水能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的重要設(shè)備，其轉(zhuǎn)化效率和經(jīng)濟(jì)性關(guān)系到整個發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效率和能源利用效益。目前，水輪機(jī)葉片的材料一般使用金屬或合金等剛性材料。然而，一些新型的高強(qiáng)度柔性材料如聚酰亞胺、碳纖維等正在被廣泛地應(yīng)用到葉片制造中。相對于傳統(tǒng)剛性材料，柔性葉片具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、疲勞性能好等優(yōu)點。同時，柔性葉片能夠適應(yīng)不同流量和轉(zhuǎn)速下的工作條件，從而提高水輪機(jī)的轉(zhuǎn)化效率。因此，本研究旨在探究柔性葉片水輪機(jī)的流體動力特性，為進(jìn)一步提高水輪機(jī)性能提供理論基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容：1.分析柔性葉片水輪機(jī)的工作原理和優(yōu)缺點。2.建立柔性葉片水輪機(jī)的CAD三維模型。3.基于CFD（ComputationalFluidDynamics，計算流體力學(xué)）理論，構(gòu)建柔性葉片水輪機(jī)數(shù)學(xué)模型。4.利用ANSYSFluent等數(shù)值模擬軟件對柔性葉片水輪機(jī)的流體動力特性進(jìn)行模擬分析。5.對模擬結(jié)果進(jìn)行后處理分析，得到柔性葉片水輪機(jī)的性能曲線以及有關(guān)參數(shù)。6.對柔性葉片水輪機(jī)各項性能指標(biāo)進(jìn)行評價和優(yōu)化分析，探討其應(yīng)用前景。主要參考文獻(xiàn)：1.曹偉，邱智，高二英.柔性葉輪機(jī)分析研究[J].動力工程,2017(02):19-22.2.張浩然，曹曉冬，高志華.基于CFD的柔性葉片自適應(yīng)水輪機(jī)漿流分析[J].中國科技論文,2019(06):49-52.3.王林,張永輝,王雅更.柔性材料水輪機(jī)葉片分析與設(shè)計研究[J].機(jī)械工程學(xué)報,2012,48(6):16-21.自主探究內(nèi)容：側(cè)重于柔性葉片水輪機(jī)流體力學(xué)特性的數(shù)值模擬研究，需要自行搜索相關(guān)文獻(xiàn)，并通過建立數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)值模擬軟件對柔性葉片水輪機(jī)的性能進(jìn)行模擬分析，進(jìn)一步分析柔性葉片水輪機(jī)在各種工況下的性能表現(xiàn)，為其應(yīng)用提供科學(xué)理論依據(jù)。任務(wù)要求：1.團(tuán)隊成員間分工合作，積極協(xié)調(diào)；2.深厚的基礎(chǔ)理論知識和較高的文獻(xiàn)查找能力；3.了解CFD理論，掌握相關(guān)數(shù)值模擬軟件操作的基本方法；4.精細(xì)的數(shù)學(xué)分析與計算能力；5.實驗室設(shè)備和場地使用安全規(guī)范，注意保護(hù)工作；6.嚴(yán)格遵守學(xué)術(shù)誠信規(guī)范，如有抄襲和不正當(dāng)行為將取消課題資格。預(yù)期結(jié)果：通過數(shù)值模擬的方法，得到柔性葉片水輪機(jī)的流體動力特性分析結(jié)