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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 邱逢琛 | |
| dc.contributor.author | Hsiao-Yu Lin | en |
| dc.contributor.author | 林筱瑜 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-16T02:46:11Z | - |
| dc.date.available | 2016-10-12 | |
| dc.date.copyright | 2015-10-12 | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.date.submitted | 2015-07-17 | |
| dc.identifier.citation | 1.邱逢琛, 黑潮能源開發的課題與展望. 機械月刊, 2014. 40(4).
2.Chen, F., The Kuroshio Power Plant. Lecture Notes in Energy. 2013: Springer International Publishing. 3.THE GULF STREAM TURBINE. [cited 2015; Available from: http://www.gulfstreamturbine.com/. 4.Minesto, Deep Green Technology. [cited 2015; Available from: http://www.minesto.com. 5.Mega W級海流發電系統實用化之可行性研究報告書 2010, 日本財團法人機械系統振興協會. 6.NEDO, New Energy and Industrial Technology Development Organization. [cited 2015; Available from: http://www.nedo.go.jp/english/index.html. 7.OrcaFlex Manual. Version 9.8a ed.: Orcina Ltd. 8.Flunet User's Guide. Release 14.0 ed.: ANSYS, Inc. 9.張致瑋, 20kW級浮游式黑潮發電渦輪機流體動力分析, in 工程科學及海洋工程學系. 2014, 國立臺灣大學. 10.J Nedić, B.G., J C Vassilicos, Drag and near wake characteristics of flat plates normal to the flow with fractal edge geometries. Fluid Dynamics Research, 2013. 45(6). 11.Brennen, C.E., A Review of Added Mass and Fluid Inertial Forces. 1982. 12.Techet, A.H. Derivation of Added Mass around a Cylinder. [cited 2015; Available from: http://web.mit.edu/2.016/www/handouts/Added_Mass_Derivation_050916.pdf. 13.Drela, M. XFOIL-Subsonic Airfoil Development System. [cited 2015; Available from: http://web.mit.edu/drela/Public/web/xfoil/. 14.王世雲, 應用基因演算法改進洋流渦輪機葉片之設計, in 系統工程暨造船學系. 2015, 國立臺灣海洋大學. 15.Polyethylene terephalate Material Information. Available from: http://www.goodfellow.com/E/Polyethylene-terephthalate.html. 16.Rope/Wire Drag Coefficient. [cited 2015; Available from: http://en.wikipedia.org/wiki/Drag_coefficient. 17.王威翔, 20kW級浮游式黑潮發電渦輪機轉子葉片設計研究, in 工程科學及海洋工程學系. 2014, 國立臺灣大學. 18.施旻玫, 千瓦級浮游式黑潮發電渦輪機參數化設計及水動力性能之分析, in 工程科學及海洋工程學系. 2015, 國立臺灣大學. | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/54238 | - |
| dc.description.abstract | 為了因應與日俱增的能源需求及對於再生能源開發的全球趨勢,擁有黑潮能源流經的台灣也開始致力於海洋能源的開發。然而台灣海洋能源開發技術剛起步而尚未成熟,尤其沒有在大水深環境下佈放與錨碇浮游式渦輪發電機系統之經驗,這類系統之性能及運作情形也還有待釐清,因此,建立適當的模擬與分析工具以預先掌握系統的運作狀況及其可行性實有其必要。
本研究主要乃利用在海洋油氣開發領域應用上相當成熟的模擬軟體OrcaFlex,建立浮游式黑潮發電渦輪機(Floating Kuroshio Turbine;FKT)之數值模型進行佈放與回收模擬,並配合計算流體力學(Computational Fluid Dynamics;CFD) 軟體ANSYS-FLUENT進行各元件之流體動力係數之計算。 而作為分析方法及工具的開發,本研究提供了在OrcaFlex環境中FKT系統模型的建構方式,並針對設計之腳本進行佈放與回收作業之模擬與探討,確認以CFD軟體ANSYS-FLUENT計算出的流體動力係數結果配合應用OrcaFlex就FKT的佈放與回收作業腳本模擬可得到合理的結果。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | In response to the growing energy needs and the global trend to develop renewable energy, we are also dedicated to developing marine energy from Kuroshio Current, which flows through the eastern waters of Taiwan. However, due to the lack of the offshore technological experience of constructing and deploying floating turbines with permanent mooring system in deep water before, the deployment and recovery operation procedures for such kind of a floating turbine system need to be validated and clarified. Therefore, establishing proper modeling and analysis tools to evaluate the operation procedures and the feasibility of the present Floating Kuroshio Turbine (FKT) in advance is necessary.
In the present study, for developing the analysis method and tool we use OrcaFlex software to create the numerical model of the FKT, and apply Computational Fluid Dynamics (CFD) software ANSYS-FLUENT to calculate the hydrodynamic coefficients of each element of the FKT. This study presents a method for constructing FKT system in OrcaFlex environment, and run simulations basing on the hydrodynamic coefficients computed by CFD. Simulations following the planned scenario show reasonable result, and the validity of the presented method is confirmed. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-16T02:46:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-104-R02525002-1.pdf: 3421437 bytes, checksum: 2aa0cbe0d2ab1203243c789464c273db (MD5) Previous issue date: 2015 | en |
| dc.description.tableofcontents | 誌謝 I
摘要 II ABSTRACT III 目錄 IV 圖目錄 IX 表目錄 XII 符號說明 XIII 第一章 緒論 1 1-1研究背景與動機 1 1-2黑潮能源概述 1 1-3國內外海流發電技術研發現況回顧 3 1-4研究目的與方法 6 1-5本文架構概述 7 第二章 研究方法 9 2-1 20kW浮游式黑潮渦輪發電機系統概述 9 2-2模擬軟體OrcaFlex之應用 11 2-2-1 OrcaFlex坐標系統 12 2-2-2建構數值模型之物件介紹 12 2-2-2(a) Line Element 13 2-2-2(b) 3D Buoy 14 2-2-2(c) 6D Buoy 14 2-2-2(d) Wing Sections for 6 DOF Buoys 15 2-2-2(e) Shapes 17 2-2-2(f) Winches 17 2-2-3 Variable Data與External Function 18 2-2-4 Morison’s Equation 19 2-2-5系統模擬力學分析 20 2-2-5(a) 靜力分析(Static Analysis) 20 2-2-5(b) 動力分析(Dynamic Analysis) 20 2-3應用CFD軟體FLUENT 之流體動力分析 21 2-3-1統御方程式 21 2-3-1(a) 連續方程式 22 2-3-1(b) 動量方程式 22 2-3-2紊流模型 23 2-3-3數值方法 23 2-3-4求解方法 24 2-3-4(a) 流場壓力速度耦合求解 24 2-3-4(b) 離散格式 24 2-3-5網格建構方法 25 第三章 流體動力係數計算 27 3-1流體動力之網格數及計算域大小選擇 27 3-1-1計算域大小 27 3-1-2網格數 28 3-2 FLUENT數值計算設定 29 3-3附加質量計算理論 30 3-4全機組之各元件流體動力結果 32 3-5流體動力結果分析 36 3-5-1阻力計算驗證 36 3-5-2附加質量計算驗證 37 第四章 系統運動模擬之建模 39 4-1質量與慣性矩 40 4-2翼形浮體 43 4-2-1外形建構與翼型特性 43 4-2-2壓載水艙模擬配置 44 4-2-2模擬壓載水艙密度變化參數設置 46 4-2-3模擬壓艙水進水排水示範 47 4-2-3(a) 壓載水艙全滿示範 47 4-2-3(b) 壓載水艙半滿示範 48 4-3橫樑、直柱、及機艙 50 4-4轉子與葉片 50 4-4-1葉片設置 50 4-4-2模擬轉動設置 52 4-4-2(b)發電機之變流器模擬與示範 55 4-4-3轉子的啟動與關閉模擬 56 4-4-3(a) 轉子啟動關閉模擬示範 58 4-5錨繫系統 59 4-5-1繫纜材質參數設置 59 4-6模擬環境 61 第五章 佈放與回收作業模擬結果與分析 63 5-1佈放與回收作業之腳本設計 63 5-2模擬結果與分析 64 5-2-1動力計算方法之結果比較 64 5-2-2各階段結果比較 66 5-2-3 FKT縱移運動對葉片轉速發展的效應 80 5-2-4綜合討論 82 第六章 結論與展望 85 參考文獻 87 附錄 89 [附錄1] Line Internal Force/Structural Force 89 [附錄2] Dynamic Analysis: Calculation Method 92 [附錄3] FKT主要元件於各方向做加速度運動之受力曲線圖 95 [附錄4]各元件之體積與各方向的阻力面積A及阻力矩面積AM 102 [附錄5] Drag Area Moments 102 [附錄6] NACA0018二維翼型之攻角與升阻力關係 103 [附錄7]轉子葉片之二維翼型剖攻角與升阻力關係 105 [附錄8]發電機與轉子之扭矩曲線資料點 116 [附錄9] 29段翼行斷面詳細資料 118 [附錄10]文獻[9]之流體動力結果補充說明 119 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 水動力 | zh_TW |
| dc.subject | 浮游式黑潮發電機 | zh_TW |
| dc.subject | 海流渦輪機 | zh_TW |
| dc.subject | 計算流體力學 | zh_TW |
| dc.subject | OrcaFlex | zh_TW |
| dc.subject | 浮游式黑潮發電機 | zh_TW |
| dc.subject | 海流渦輪機 | zh_TW |
| dc.subject | 水動力 | zh_TW |
| dc.subject | 計算流體力學 | zh_TW |
| dc.subject | OrcaFlex | zh_TW |
| dc.subject | OrcaFlex | en |
| dc.subject | Hydrodynamic | en |
| dc.subject | CFD | en |
| dc.subject | Floating Kuroshio Turbine | en |
| dc.subject | OrcaFlex | en |
| dc.subject | CFD | en |
| dc.subject | Hydrodynamic | en |
| dc.subject | ocean turbine | en |
| dc.subject | Floating Kuroshio Turbine | en |
| dc.subject | ocean turbine | en |
| dc.title | 浮游式黑潮渦輪發電機佈放與回收模擬之研究 | zh_TW |
| dc.title | Simulation on the Deployment and Recovery of a Floating Kuroshio Turbine | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 103-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 辛敬業,陳建宏,郭振華,曾國正 | |
| dc.subject.keyword | 浮游式黑潮發電機,海流渦輪機,水動力,計算流體力學,OrcaFlex, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | Floating Kuroshio Turbine,ocean turbine,Hydrodynamic,CFD,OrcaFlex, | en |
| dc.relation.page | 119 | |
| dc.rights.note | 有償授權 | |
| dc.date.accepted | 2015-07-17 | |
| dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 工程科學及海洋工程學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位: | 工程科學及海洋工程學系 | |
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|---|---|---|---|
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