矩形潮流能水輪機研究.pdf

1、2011年3月，日本大地震導致的福島核電站爆炸及核泄漏證明核能潛在著巨大的風險，開發(fā)利用綠色環(huán)保的新能源和可再生能源成為維系中國能源可持續(xù)發(fā)展的當務之急。中國的海洋潮流能資源豐富，設計研究新型的潮流能轉(zhuǎn)換裝置具有重要的理論意義和應用價值。
　　 由于潮流是雙向往復周期性運動的，常見的水平軸潮流發(fā)電裝置，只適合在迎流狀態(tài)下工作，背流狀態(tài)下工作時的能量轉(zhuǎn)換效率極低，因此需配裝對流換向裝置或變槳裝置，成本高昂。Darrieus型垂直軸

2、水輪機對來流雖有良好的方向適應性，能量轉(zhuǎn)換效率不受來流方向的影響，但能量轉(zhuǎn)換效率偏低。鑒于上述兩種潮流能轉(zhuǎn)換裝置的不足，結(jié)合潮流運動規(guī)律，本文設計了一種新型潮流能發(fā)電轉(zhuǎn)換裝置--矩形潮流能水輪機。
　　 本文基于流體力學的基本原理，應用CFD軟件FLUENT研究矩形潮流能水輪機的水動力性能?？紤]到計算設備配置、計算量大、耗時長等現(xiàn)實問題，將三維實體模型簡化為二維計算模型，探討矩形潮流能水輪機流場的數(shù)值計算方法，確定了一些主要參數(shù)

3、對矩形水輪機性能的影響效應，在一定程度上反映了矩形水輪機的運行特征和規(guī)律。2011年4月，加工制作了矩形潮流能水輪機模型，并在哈爾濱工程大學循環(huán)水池實驗室進行了模型實驗，對矩形水輪機的性能進行了測試，獲得了一系列的結(jié)果。
　　 研究結(jié)果表明：矩形水輪機具有良好的雙向來流單向旋轉(zhuǎn)特性，能夠適應潮流的周期性往復運動規(guī)律，正反來流，無需“偏航控制”，傳動軸轉(zhuǎn)向一致，能量捕獲能力相同；此外，其具有更高的能量捕獲能力特性，非常適合于低水頭