太阳能烟囱发电系统数值模拟研究的开题报告一、研究背景与意义随着全球能源消耗量的不断增加和环境污染的日益严重，清洁能源的研究与开发变得越来越重要。太阳能作为最为广泛分布、能量最为丰富的清洁能源之一，具有巨大的应用前景。太阳能烟囱发电系统是一种利用太阳能、风能和地热能等多种能源，通过建造巨型锥形状的烟囱，将热能逐层传递，产生空气流动并驱动涡轮机发电的技术，是目前世界上最为成熟的太阳能发电技术之一。太阳能烟囱发电系统不仅能够解决能源短缺和污染等环境问题，还具有投资周期短、运行成本低等优势，受到了广泛关注。因此，对太阳能烟囱发电系统的数值模拟研究具有重要的理论和应用价值。二、研究内容和研究方法1.烟囱内空气流动场数值模拟基于Navier-Stokes方程，采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法，建立太阳能烟囱发电系统内部的三维流动场模型，分析空气流动的速度、温度、压力分布特征，探究巨型锥形烟囱内部气体流动的规律。2.太阳辐射和热传递模型研究考虑太阳辐射的波长和强度对烟囱内部温度和空气流动的影响，建立太阳辐射和热传递模型，对太阳能烟囱发电系统的能量转换过程进行数值模拟和分析。3.太阳能烟囱发电系统整体性能优化与评价基于数值模拟结果，对太阳能烟囱发电系统的整体性能进行优化设计和评价，探究影响其性能的因素，为进一步优化和提高太阳能烟囱发电系统的性能提供理论依据。三、研究成果预期本文主要预期研究太阳能烟囱发电系统的空气流动特性、能量转换过程和整体性能优化等关键问题，设计和实现太阳能烟囱发电系统的数值模拟方法，得到太阳能烟囱发电系统的数值模拟结果。通过对模拟结果进行分析，得出太阳能烟囱发电系统的优化方案，提高其整体性能。四、论文框架第一章绪论1.1研究背景和意义1.2国内外研究现状1.3研究内容和方法1.4论文结构第二章太阳能烟囱发电系统的数学模型2.1基本原理2.2模型建立2.3模型的求解方法第三章烟囱内空气流动场的数值模拟3.1CFD数值模拟基本原理3.2烟囱内气流场的建立3.3烟囱内气流场的数值模拟3.4数值模拟结果分析第四章太阳辐射和热传递模型研究4.1太阳辐射的影响4.2热传递模型的建立4.3数值模拟结果分析第五章太阳能烟囱发电系统整体性能优化与评价5.1成本效益分析5.2整体性能优化方案设计5.3优化结果分析第六章结论6.1研究成果总结6.2研究局限性和展望参考文献