基于CFD的海蟒式俘能裝置的水動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展,化石礦物燃料的日益消減,不僅引發(fā)了一連串的環(huán)境問(wèn)題,還導(dǎo)致了能源危機(jī)。由于波浪能環(huán)保可再生、清潔的特點(diǎn),人們將目光投向了海洋開發(fā)。波浪能儲(chǔ)量豐富,目前很多國(guó)家都在開發(fā)波浪能。但海洋環(huán)境隨機(jī)多變,波浪不穩(wěn)定,故對(duì)高效實(shí)用的海蟒式俘能裝置的研究,具有潛在的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊前景。
　　本文首先列出了一階線性波浪的控制方程和邊界條件,推導(dǎo)出了一階線性波浪的速度勢(shì)函數(shù)和波面高方程。在一階線性波浪理論的基礎(chǔ)上,通過(guò)CFD商用軟件

2、FLUENT建立二維數(shù)值水池模型,并利用UDF編程在流場(chǎng)控制方程中添加質(zhì)量源項(xiàng)、動(dòng)量源項(xiàng)實(shí)現(xiàn)數(shù)值模擬波浪;同時(shí)在水池末端添加阻尼源項(xiàng)消波。對(duì)比了同參數(shù)波浪下的理論解與仿真解的差異,得出了波浪模擬的規(guī)律;驗(yàn)證了水槽末端的消波效果;得出了FLUENT數(shù)值造波用于俘能裝置流固耦合的可行性。
　　給出了俘能裝置單浮筒在自由表面運(yùn)動(dòng)的流場(chǎng)控制方程和邊界條件,理論分析了俘能裝置單浮筒的附加質(zhì)量和附加阻尼的影響因素;并基于FLUENT的附加質(zhì)量

3、和附加阻尼的計(jì)算原理,通過(guò)FLUENT建立俘能裝置單浮筒的數(shù)值模型,利用UDF編程和動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)使其做微幅振動(dòng),研究了其分別在垂蕩、縱蕩、縱搖模態(tài)下的受力情況,得出了俘能裝置單浮筒的水動(dòng)力學(xué)特性——附加質(zhì)量和附加阻尼系數(shù)。
　　概述了海蟒式波浪發(fā)電裝置的工作原理,重點(diǎn)分析了海蟒式俘能裝置的空間受力,并依據(jù)剛體運(yùn)動(dòng)理論和拉格朗日方程建立了俘能裝置的流固耦合數(shù)學(xué)模型;在二維數(shù)值水槽技術(shù)和俘能裝置流固耦合數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,通過(guò)FLUENT