【摘要】：目前各種各樣的潮流能水輪機(jī)在全球各地測試或運(yùn)營,但大規(guī)模的開發(fā)潮流能需要在合適的地點(diǎn)布置大量水輪機(jī)組成的潮流能陣列。如何提高陣列中水輪機(jī)的性能對潮流能的開發(fā)至關(guān)重要,而其中最基礎(chǔ)的即是水動力學(xué)問題�？紤]到潮流能陣列水動力學(xué)的多尺度性和復(fù)雜性,本文主要采用理論建模的方法來分析問題。我們首先對部分阻塞陣列進(jìn)行了推廣,提出了在垂向和橫向上都布置多個水輪機(jī)的二維水輪機(jī)陣列模型。同時,我們在陣列模型中加入了自由表面的影響,使其可以適用于更廣泛的不同F(xiàn)r下情況。結(jié)果表明,相比于一維水輪機(jī)陣列,二維陣列擁有更大的獲能潛力。之后我們將部分阻塞模型與潮道振動模型結(jié)合,同時考慮阻塞效應(yīng)、水輪機(jī)布置和潮道振動對水輪機(jī)性能的影響。這三個因素分別是單機(jī)尺度、陣列尺度和水道尺度問題的要點(diǎn)。我們發(fā)現(xiàn),水輪機(jī)的功率隨陣列中水輪機(jī)數(shù)量而變化的趨勢主要與水道本身的參數(shù)有關(guān)。此外合理的布置方式也會適當(dāng)降低達(dá)到最大功率的阻塞系數(shù)。分析還表明,定常流動下的最優(yōu)布置陣列在考慮潮道振動時仍然是最優(yōu)的,但最優(yōu)布置所帶來的功率增長率會減小。
【圖文】：

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章 緒論背景積占地球總面積的 71%，到達(dá)地球的各種來自宇宙的能量和海水中，部分轉(zhuǎn)化為各種形式的海洋能。海洋能是清潔利用海洋能對緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染問題具有重要的意浪能、潮流能、潮汐能和溫差能等。其中潮汐能由其他星化產(chǎn)生，而由上述引力導(dǎo)致的海水流動的動能稱為潮流能

圖 1-2 Siemens Marine Current Turbines 公司的 Seagan 潮流Fig.1-2 Seagan of Siemens Marine Current Turbines富集點(diǎn)多出現(xiàn)在群島地區(qū)的海峽、水道及海灣的狹底地形等因素的影響，流速較大。而潮流能的功率度成正比，因此相比于風(fēng)能，其伴隨的能量也是巨流能還是潮汐能，其最主要的兩大特征是可預(yù)測性所決定的[2]。通過諧波分析，目前我們已經(jīng)可以比流速的精確判斷需要更加復(fù)雜的水動力學(xué)數(shù)值模擬潮流(汐)能的另一個特點(diǎn)是間斷性，我們很難從某。一般而言，潮流能的潛在開發(fā)地點(diǎn)應(yīng)該由 M2 潮低于水輪機(jī)發(fā)電的最低工作流速時，，水輪機(jī)無法進(jìn)地點(diǎn)、節(jié)氣以及水輪機(jī)設(shè)計的影響，但一般而言有源估算與開發(fā)
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P743.3

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本文編號：2685607