潮流能電站載體結(jié)構(gòu)分析及水動(dòng)力試驗(yàn)研究.pdf

1、潮流能作為一種清潔型海洋能源，取之不盡用之不竭。為充分利用和開發(fā)潮流能源，需建立一種能搭載發(fā)電裝置漂浮于海上的潮流能電站載體。由于搭載水輪機(jī)等發(fā)電裝置，潮流能電站載體中間往往有較大的開口，其結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不連續(xù);搭載的水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，載體周圍的流場變得復(fù)雜;在海上漂浮時(shí)，載體本身還受到系泊系統(tǒng)的影響。因此，計(jì)算載體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，初步了解載體在系泊狀態(tài)下的水動(dòng)力特性是很有必要的。本文以雙體船為電站支撐載體，以豎軸水輪機(jī)作為主要發(fā)電設(shè)備，主要研究了潮流

2、能電站載體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并采用數(shù)值模擬和模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法探究了潮流能電站系統(tǒng)的水動(dòng)力性能:
　　首先，利用軟件建立潮流能電站載體的整船結(jié)構(gòu)模型，船體自身重力通過三維模型的板單元與梁單元模擬，其它設(shè)備以質(zhì)量點(diǎn)形式加載到船體上。基于三維勢流原理，采用設(shè)計(jì)波法模擬波浪載荷，確定并得到一種等效設(shè)計(jì)波，在該載荷作用下，計(jì)算出來的船體應(yīng)力水平能反映船舶在實(shí)際海況中最危險(xiǎn)的情況。
　　其次，分析潮流能電站載體實(shí)際工作中受到的載荷:重力載

3、荷、靜水及動(dòng)水載荷、水輪機(jī)載荷;在fluent軟件中計(jì)算出水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其葉片受到的力，將計(jì)算出的力轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)作用在載體上的力，并將水輪機(jī)載荷和波浪載荷以組合工況的形式加載到電站載體上，計(jì)算屈服強(qiáng)度，并將結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明水輪機(jī)載荷對(duì)船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響較小，當(dāng)波浪和潮流方向一致時(shí)，水輪機(jī)工作載荷對(duì)整船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響顯著，高應(yīng)力區(qū)域主要集中在連接橋以及搭載水輪機(jī)的井字架處，特別是連接橋與兩片體接觸的角隅處。
　　最后，以潮流