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大型发电机定子复杂结构内流体流动与传热特性的研究的开题报告

题目：大型发电机定子复杂结构内流体流动与传热特性的研究

一、选题背景

大型发电机作为电力工业的核心设备，能够转换机械能为电能，给电网提供负荷电力。发电机定子是发电机中重要的部件之一，其结构复杂，受到冷却水流动的冷却方式主要包括内部强制循环和外部强制冷却，对定子内部的流体动力学与传热特性进行研究，对发电机性能和寿命有着重要的影响。

二、研究目的

本研究旨在探究大型发电机定子复杂结构内流体流动与传热特性的规律，为发电机的优化设计与冷却方式的改进提供理论指导。

三、研究内容

1.对大型发电机定子复杂结构进行三维建模，并进行数值模拟，探究内部冷却水的流动特性。

2.基于K-ε湍流模型和ANSYSFluent有限元分析软件，对定子内部流体的传热特性进行研究。

3.分析内流场的分布情况，探究不同工况下内部温升以及对发电机性能的影响。

4.基于实验室实测数据，验证数值计算的准确性，并对数值计算参数和网格精度进行优化。

四、研究意义

1.揭示大型发电机定子复杂结构内部流体的流动规律，为发电机的优化设计提供理论依据。

2.分析不同冷却方式以及工况对定子内部温升的影响，为发电机的长期运行提供指导。

3.探索新型冷却技术，提高发电机的运行效率和稳定性。

五、研究方法

本研究将结合计算机仿真和实验室实测相结合的方法进行研究。主要采用ANSYSFluent有限元分析软件对定子流场和传热的数值模拟，并结合实验室实测数据进行验证和优化。

六、研究进度安排

1.初期阶段：了解大型发电机定子复杂结构内部流体流动与传热特性的基本情况，查阅相关文献，并进行三维建模。

2.中期阶段：基于K-ε湍流模型和ANSYSFluent有限元分析软件，对定子内部流体的传热特性进行研究，分析内流场的分布情况。

3.后期阶段：根据实验室实测数据，对数值计算参数和网格精度进行优化，并对研究成果进行总结和展望。

七、预期成果

本研究预计获得以下成果：

1.揭示大型发电机定子复杂结构内部流体的流动和传热特性。

2.分析不同工况下定子内部温升的情况和对发电机性能的影响。

3.提出新型冷却技术，为提高发电机性能和稳定性提供参考。

八、参考文献

1.蒋运涛，刘明麟，曾金华.大型水轮发电机的涡轮冷却技术[J].火力发电，2013，42(3):65-68.

2.杨德远，于洋，杨鹏.大型水轮发电机定子内流场的数值模拟[J].哈尔滨工程大学学报，2012，33(2):195-199.

3.王子元，付颖超.基于CFD的大型水轮发电机冷却水流动分析[J].电机与控制学报，2017，21(1):27-31.