為了解決能源短缺的現(xiàn)狀，潮流能發(fā)電越來(lái)越受到人們的重視，座海底式潮流能發(fā)電裝置的支撐結(jié)構(gòu)的研究，有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。對(duì)潮流能發(fā)電裝置進(jìn)行CFD計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析，模擬計(jì)算潮流載荷。在強(qiáng)潮流環(huán)境中，研究基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的沖刷很有必要，在漲落潮兩種工況下，對(duì)基礎(chǔ)沖刷進(jìn)行數(shù)值模擬，研究沖刷分布規(guī)律。此外，利用沖刷研究的結(jié)論，進(jìn)行沖刷防護(hù)的分析和數(shù)值模擬。為了提高設(shè)計(jì)水平和減少工程成本，對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。本文研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：分析機(jī)組所處的潮流和波浪等環(huán)境條件，并通過(guò)計(jì)算公式推導(dǎo)水輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)。建立潮流能發(fā)電裝置整體結(jié)構(gòu)的CAD模型，對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行漲落潮兩種工況的CFD分析，為基礎(chǔ)沖刷研究以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。本文對(duì)工程海域的地質(zhì)條件進(jìn)行分析，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式分析基礎(chǔ)周圍可能的最大平衡沖刷深度，然后在漲落潮兩種情況下，進(jìn)行CFD數(shù)值模擬。通過(guò)模擬可得到基礎(chǔ)周圍流速矢量分布、動(dòng)壓力分布以及剪切應(yīng)力分布，研究沖刷區(qū)強(qiáng)弱分布規(guī)律。研究各種現(xiàn)有沖刷防護(hù)方法和理論，指出它們的使用條件，設(shè)計(jì)適合本文實(shí)際情況的沖刷防護(hù)方案，然后對(duì)加沖刷防護(hù)結(jié)構(gòu)后的沖刷... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SeaFlow型300kW潮流能轉(zhuǎn)換裝置

流電站的穩(wěn)定性受風(fēng)浪影響較大。除此之外，惡劣的水質(zhì)條件會(huì)加劇潮流能發(fā)電裝置腐蝕，進(jìn)而影響壽命。因此水質(zhì)也是進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)型式選擇時(shí)需要考慮的因素。1.3.2 國(guó)內(nèi)外潮流能支撐結(jié)構(gòu)型式應(yīng)用樁柱式支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)用較廣泛，英國(guó) MCT[12]公司開(kāi)發(fā)的 300kW 潮流能發(fā)電裝置 SeaFlow 采用了樁柱式支撐結(jié)構(gòu)。MCT 水輪機(jī)轉(zhuǎn)子直徑 1lm ,裝置于 2003年建成，其柱樁式支撐結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示，樁柱的一部分插入海底，另一部分伸出到海面以上，而且在海面以上有檢修平臺(tái)。水平軸轉(zhuǎn)子及發(fā)電機(jī)組安裝在鋼樁上，樁柱表面設(shè)置了兩根豎直導(dǎo)軌，水輪機(jī)組可以沿著樁柱上的導(dǎo)軌上下移動(dòng)，方便維護(hù)或檢修。SeaFlow 裝置的支撐結(jié)構(gòu)采用圖 1-1 中的柱樁式，這與其安裝海區(qū)的水深條件及站址底質(zhì)相適應(yīng)，同時(shí)也使得后續(xù)的水輪機(jī)組維護(hù)、檢修更加方便。

圖 1-3 Clean Current 公司樁柱式支撐結(jié)構(gòu)RTT[13]潮流能發(fā)電裝置由英國(guó) Lunar Energy 公司所開(kāi)發(fā)，采用了導(dǎo)導(dǎo)流罩使得通過(guò)渦輪的水流能量更加集中 ,機(jī)組的獲能和轉(zhuǎn)換效率潮流能發(fā)電裝置的支撐載體采用座海底式，其安裝固定采用重力固定用潮流能發(fā)電裝置和重力樁基礎(chǔ)的總重力 ,直接將 RTT 機(jī)組固定RTT 機(jī)組遠(yuǎn)離海面，對(duì)海面環(huán)境影響較小。 RTT 裝置的座海底式圖 1-4 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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