潮流能發(fā)電場(chǎng)尾流場(chǎng)數(shù)值模擬及其多機(jī)組影響規(guī)律研究.pdf

1、潮流能是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?潮流能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)從海上工程樣機(jī)示范階段逐漸步入商業(yè)化應(yīng)用階段,一批大型的潮流能發(fā)電場(chǎng)正處于規(guī)劃建設(shè)當(dāng)中,而優(yōu)化潮流能轉(zhuǎn)換裝置的布局是完成潮流能發(fā)電場(chǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,其直接關(guān)系到潮流能發(fā)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。潮流能發(fā)電機(jī)組的縱向間距如果太小,則沿水流流動(dòng)方向,上游機(jī)組會(huì)對(duì)下游機(jī)組將產(chǎn)生較大的尾流影響,致使下游水輪機(jī)的輸出功率減少。此外,由于水輪機(jī)尾流中存在湍流流動(dòng),還會(huì)造成水輪機(jī)機(jī)組的損壞,降低水輪

2、機(jī)機(jī)組的使用壽命。因此,需要根據(jù)潮流能資源的分布、水輪機(jī)機(jī)組的特性以及尾流效應(yīng)等方面對(duì)潮流能發(fā)電場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化布局。本文通過(guò)結(jié)合數(shù)值模擬與模型試驗(yàn)方法,研究上游水輪機(jī)對(duì)下游水輪機(jī)的影響,同時(shí)對(duì)發(fā)電場(chǎng)中水輪機(jī)的不同布置方式進(jìn)行了研究,具體研究的內(nèi)容為:
　　首先,分析國(guó)內(nèi)外潮流能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)的研究現(xiàn)狀,總結(jié)潮流能開(kāi)發(fā)利用的一般過(guò)程,包括潮流能轉(zhuǎn)換裝置的模型試驗(yàn)階段、潮流能示范工程階段以及潮流能發(fā)電場(chǎng)階段,明確發(fā)電場(chǎng)中潮流能發(fā)電裝置布放的

3、研究是必然的趨勢(shì)。
　　其次,運(yùn)用CFD軟件對(duì)水平軸水輪機(jī)進(jìn)行三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬,得出靜壓分布、速度分布以及湍流分布特性圖,分析總結(jié)潮流能水輪機(jī)尾流場(chǎng)效應(yīng)的研究方法。對(duì)水輪機(jī)機(jī)組的縱向布置和交錯(cuò)布置方式進(jìn)行研究,根據(jù)水動(dòng)力學(xué)原理以及數(shù)值計(jì)算方法,模擬水輪機(jī)機(jī)組的兩種布置方式,對(duì)比分析流場(chǎng)中壓力、速度和湍流的分布情況。同時(shí)給定相同的水流強(qiáng)度及方向,在0-35D范圍內(nèi)調(diào)整水輪機(jī)機(jī)組的縱向間距,得到縱向布置與交錯(cuò)布置的推力系數(shù)CT,進(jìn)而得