平行式雙水翼潮流能發(fā)電系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換與動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、潮流能作為一種重要的海洋能，資源豐富、能量密度高，載荷穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)性強(qiáng)，清潔無(wú)污染，具有重要的開(kāi)發(fā)價(jià)值。潮流能分布集中在海峽、窄水道和海灣入口處。振蕩翼潮流能發(fā)電技術(shù)是一種重要的潮流能采集技術(shù)。在深度相同的海況下，振蕩水翼比葉輪式水輪機(jī)具有更大的掃掠面積，因此淺海優(yōu)勢(shì)明顯。
　　目前，振蕩翼能量采集技術(shù)的主要研究方法有理論分析法、試驗(yàn)樣機(jī)及CFD數(shù)值模擬。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，許多復(fù)雜流動(dòng)問(wèn)題的解通過(guò)數(shù)值模擬的方法進(jìn)行解決。平

2、行式雙水翼振蕩模型是基于水翼俯仰運(yùn)動(dòng)與升沉運(yùn)動(dòng)的耦合，兩水翼及水翼俯仰-升沉運(yùn)動(dòng)之間建立基于液壓能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的平行式振蕩水翼發(fā)電系統(tǒng)模型。
　　本文利用CFD數(shù)值模擬求解繞振蕩翼流場(chǎng)非定常、不可壓縮N-S方程。平行式振蕩翼潮流發(fā)電數(shù)值計(jì)算基于動(dòng)網(wǎng)格與滑移網(wǎng)格模型，采用過(guò)渡雷諾數(shù)和高雷諾數(shù)模擬實(shí)際海況。
　　建立評(píng)價(jià)平行式雙水翼系統(tǒng)獲能性能、水動(dòng)力特性及系統(tǒng)穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)。研究幾何參數(shù)（翼型、俯仰軸位置），運(yùn)動(dòng)參數(shù)（升沉振幅、俯

3、仰振幅、振蕩頻率）及來(lái)流工況對(duì)振蕩雙水翼系統(tǒng)的耦合影響機(jī)理。研究了各影響參數(shù)下振蕩水翼的漩渦結(jié)構(gòu)與壓力分布特性。研究結(jié)果顯示，NACA0018翼型在各運(yùn)動(dòng)參數(shù)下的獲能特性最優(yōu);俯仰軸位置對(duì)振蕩翼系統(tǒng)影響的大小隨運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化而變化，俯仰軸位置由前緣至中間位置，振蕩翼系統(tǒng)的獲能效率增大，但水動(dòng)力特性變差。升沉振幅主要通過(guò)改變升沉運(yùn)動(dòng)速度來(lái)影響振蕩翼系統(tǒng)的時(shí)均功率及能量捕獲效率。非均勻流工況下會(huì)降低振蕩水翼的水動(dòng)力特性，在較低的折算頻率和直