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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 郭真祥(Jen-Shiang Kouh) | |
dc.contributor.author | Min-Mei Shih | en |
dc.contributor.author | 施旻玫 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-16T03:40:04Z | - |
dc.date.available | 2016-09-01 | |
dc.date.copyright | 2015-02-25 | |
dc.date.issued | 2015 | |
dc.date.submitted | 2015-02-16 | |
dc.identifier.citation | 1.林勝豐(2010):台灣附近海域之海流發電.。科儀新知。
2.陳維新:能源科技與永續發展。詹氏書局出版書籍。 3.陳發林:http://e-info.org.tw/node/84744。 4.傅彬豪:利用GIS結合POM模式評估綠島海域之黑潮流能。國立成功大學海洋科技與事務研究所碩士論文。 5.Lunar Energy:http://www.lunarenergy.co.uk/productOverview.htm。 6.Marine Current Turbine:http://www.marineturbines.com/。 7.Minesto:http://minesto.com/deep-green/。 8.海洋能源的前景:http://www.nippon.com/hk/in-depth/a01203/。 9.陳世雄,蘇聖斌,李隆正,黃朝約(2000):The Use of CFD in Turbomachinery Applications。中國航空太空學會學刊,p. 1-24。 10.蔡佳璇:垂直軸式水力渦輪機動力行為研究。國立臺灣大學應用力學研究所碩士論文。 11.陳怡凱:不對稱船艉參數化設計與流場模擬分析。國立臺灣大學工程科學及海洋工程學研究所碩士論文。 12.張致瑋:20kW級浮游式黑潮發電渦輪機流體動力分析。國立臺灣大學工程科學及海洋工程學研究所碩士論文。 13.STAR-CCM+ User Guide 8.04.:http://www.cd-adapco.com/products/star-ccm%C2%AE。 14.Rhinoceros User Guide:http://www.rhino3d.com/。 15.Grasshopper:http://www.grasshopper3d.com/。 16.Lin, Chiung-Chih, Hsin, Ching-Yeh, Wang, Shih-Yun and Luo, Yu-Siou(2014): “Hydrodynamic Analysis and Design of Marine Current Turbine Blades”. 2nd Asian Wave and Tidal Energy Conference (AWTEC2014), Tokyo, Japan. 17.Hsin, Ching-Yeh, Luo, Yu-Siou and Lin, Chiung-Chih(2013):“Applying the Boundary Element Method to the Analysis of Flow around Horizontal Axis Marine Current Turbine”. The 8th International Workshop on Ship Hydrodynamics (IWSH2013), Seoul, Korea. 18.羅鈺琇,郭安傑,林炯志,辛敬業(2013):洋流渦輪機性能與流場之計算。於第四屆海峽兩岸水動力學研討會(CSHydro2013)。 19.羅鈺琇(2013):應用計算方法探討洋流渦輪機之性能。國立台灣海洋大學系統工程暨造船學研究所碩士論文。 20.A.B. Brian(2003):Ship Hydrostatics and Stability。 | |
dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/54859 | - |
dc.description.abstract | 近年來,台灣面臨了傳統發電方式對環境的污染、核電安全的疑慮,尋求替代性發電方式有迫切需要。台灣四面環海,擁有豐沛的海洋能源資源,黑潮尤具開發優勢。但台灣在海洋能源開發技術未臻成熟,且建設費用龐大,因而,適當的設計與分析工具的建立甚為重要。本研究利用台大邱逢琛老師研究室所開發的浮游式黑潮發電機(FKT)作為設計原型,將其建築在參數化設計的構思上,並利用商用計算流力軟體Star-CCM+及自行開發之浮體靜水性能計算程式進行相關的計算模擬。
為求解浮游式黑潮發電機(FKT)於海水中實際運轉時的位置與姿勢,並依據不同的作業狀況進行模擬,於程式執行上,需確認能滿足重力、浮力、流體動力及繫纜力等作用力達到靜力平衡的條件:三個軸向之合力與合力矩皆等於零 。而為取得流體動力,利用計算流力軟體Star-CCM+計算機組於各角度下的水動力性能。接著,利用已經建立的參數化設計,改變特定參數建立一系列模型進行分析。於本研究中,找出機艙、翼形浮體及翼形浮體隔艙之最佳化設計,分析設計模型並搭配壓載艙配置,建立一套作業程序,使機組能滿足沉浮於水面上進行維修,沉沒於海中躲避長浪等要求。 | zh_TW |
dc.description.abstract | Taiwan faces the big challenge on the energy problem recently, because traditional methods of electricity generation results in environmental pollution. In particular, nuclear power raises safety issues such as radiation and excess waste. Taiwan is surrounded by the ocean, and possesses abundant resources of ocean energy. Kuroshio is the best one to develop in Taiwan, but the lack of the offshore technology and the enormous cost are the difficulties to build up the technology. Therefore, developing the suitable tool to design and analyze is the important tactics. In this research, we choose the Floating Kuroshio Turbine (FKT) which was designed by Dr. Chiu as the original model. We let the FKT modeled in parametric way and simulated by the buoyancy program.
In order to estimate the position and posture of FKT underneath the ocean, we need to simulate FKT under different kind of conditions and make sure the reliability in real working environment. Consider the total force balance and total torque balance of gravity force, buoyancy force, hydrodynamic force and towing force in the program. To build the chart of hydrodynamic, we use CFD software to solve the hydrodynamic performance of FKT under every pitch angels. Then, we use three parameters to analyze the performance and find out the best design of FKT to discuss the relation between parameters and performance. In the process of developing FKT, we can design the suitable model to fulfill all the demands. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-16T03:40:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-104-R02525009-1.pdf: 6553377 bytes, checksum: 734f089382b93cbb5fbba6a96c86bb52 (MD5) Previous issue date: 2015 | en |
dc.description.tableofcontents | 第一章 緒論 1
1-1研究背景與動機 1 1-1-1海流能優勢 1 1-1-2台灣的發展優勢 2 1-1-3選址評估 3 1-2文獻回顧 4 1-3研究目的與方法 7 1-4本文架構 9 第二章 參數化方法 11 2-1幾何原型設計需求 11 2-2參數化設計 11 2-2-1翼形浮體設計 12 2-2-2機艙設計 13 2-2-3參數定義 14 2-2-4參數設計概念 19 第三章 穩態分析理論方法 24 3-1剛體運動 24 3-1-1參考座標 25 3-1-2 六個自由度的剛體運動 26 3-1-3 FKT受力運動 27 3-2系統平衡 28 3-3數值求解器 30 3-4 靜浮力 32 3-4-1靜浮力計算原理 32 3-4-2靜浮力計算 34 3-4-3作用於三角形平面上的三種情況 34 3-4-4世界座標與系統座標之轉換 38 3-5水動力性能 39 3-5-1統御方程式 40 3-5-2紊流模型 40 3-5-3壁面函數 41 3-5-4數值方法 44 3-5-5網格建構方法 45 3-5-6網格獨立性理論 45 3-5-7水動力性能表 46 3-6繫纜力及繫纜點設定 46 3-7壓載艙載重 47 3-8 FKT姿勢求解流程圖 48 第四章 計算模型、驗證及水動力分析 51 4-1計算模型幾何 51 4-2 FKT平衡態姿勢求解 53 4-2-1 FKT阻力試驗流場範圍與邊界條件 53 4-2-2邊界條件驗證 57 4-2-3網格建構策略 59 4-2-4穩態下FKT之流體動力性能計算結果 64 4-2-5 FKT於縱搖-20°~20°間流體動力計算 67 4-3 FKT各組件阻力及升力分析 71 4-4浮體程式操作與設定 81 4-4-1 PLY檔案格式 82 4-4-2輸入檔格式 82 4-4-3水動力性能表輸入檔格式 83 4-4-4壓載艙輸入檔格式 84 4-4-5程式操作與驗證 85 第五章 FKT參數化設計模擬計算結果 88 5-1機艙參數化設計模擬與分析 88 5-2壓載艙參數化設計模擬與分析 94 5-3翼形浮體參數設計 97 5-4 程式模擬結果 102 5-4-1 FKT平衡姿勢與重量及重心之關係 102 5-4-2 FKT於不同壓艙情況下之姿勢及沉浮深度 106 5-4-3 FKT沉浮與進水控制程序 121 5-4-4轉變穩度分析 122 第六章 結論與展望 128 參考文獻 131 附錄一:靜浮力數學式推導 133 附錄二:世界座標與系統座標之轉換 139 附錄三:計算流體力學統御方程式推導 142 附錄四:FKT縱搖-20°~20°下之流場模擬 146 附錄五、程式輸入檔 153 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 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 | zh_TW |
dc.title | Parametric Design and Hydrodynamic Analysis for Floating Kuroshio Turbine | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 103-1 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 邱逢琛(Forng-Chen CHIU),陳琦芳,辛敬業 | |
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,參數化設計, | zh_TW |
dc.subject.keyword | Floating Kuroshio Turbine,ocean turbine,Hydrodynamic,CFD,parametric design, | en |
dc.relation.page | 155 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2015-02-16 | |
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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