前墻結(jié)構(gòu)對(duì)OWC氣室捕能效果影響的數(shù)值研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-23 16:05
基于不可壓縮黏性流體理論和VOF(Volume of Fluid)方法建立了二維數(shù)值波浪水槽模型,將模擬波形與波浪理論值進(jìn)行對(duì)比,分析了模型可靠性,并利用該模型研究了5種不同前墻結(jié)構(gòu)OWC氣室在不同波高、周期時(shí)的出氣口速度和氣室內(nèi)空氣壓強(qiáng);谀M結(jié)果,從波能-動(dòng)能轉(zhuǎn)換效率和氣室內(nèi)空氣壓強(qiáng)角度分析了前墻結(jié)構(gòu)對(duì)OWC氣室的捕能效果的影響。結(jié)果表明:對(duì)于傳統(tǒng)的直立型OWC氣室,采用合適的前墻結(jié)構(gòu)可有效提高OWC氣室的捕能效果;相比三角截面(20D型,30D型)和矩形(Y型)截面前墻,采用橢圓截面(20TY型,30TY型)的前墻結(jié)構(gòu)的捕能效果更優(yōu),且在周期較大(1.6和1.8 s)時(shí)其作用更顯著,其波能-動(dòng)能轉(zhuǎn)換率相對(duì)Y型前墻結(jié)構(gòu)氣室平均提升37%;5種前墻結(jié)構(gòu)不同的氣室中,20TY型和30TY型前墻結(jié)構(gòu)氣室的捕能效果最優(yōu)。
【文章來(lái)源】:海岸工程. 2020,39(02)
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
氣室模型示意圖
氣室模型尺寸(mm)
各周期下不同模型的轉(zhuǎn)換效率隨波高的變化見圖 5。由圖5可見,在各周期下,20TY型和30TY型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率明顯較高,且在周期為1.1和1.3 s時(shí)20TY型的轉(zhuǎn)換效率高于30TY型。在周期1.3和1.6 s時(shí),30D型的轉(zhuǎn)換效率優(yōu)于Y型,1.8 s時(shí)低于Y型;各工況下20D型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)于Y型沒有明顯優(yōu)勢(shì)。在周期1.8 s的情況下,波高0.20 m時(shí),20D型、30D型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率分別為Y型的1.07倍和0.92倍,而20TY型、30TY型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率分別為Y型的1.46倍和1.61倍,波高0.10 m時(shí)30TY型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率高于Y型前墻氣室90%。各工況下20TY型、30TY型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)Y型前墻結(jié)構(gòu)氣室平均提升了 37%。3.2 4種周期下不同模型的氣室內(nèi)壓強(qiáng)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]離岸式振蕩水柱波能裝置的理論及數(shù)值研究[J]. 胡杭輝,鄧爭(zhēng)志,姚炎明,趙西增. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(02)
[2]振蕩水柱裝置前墻形狀對(duì)能量轉(zhuǎn)化效率影響的數(shù)值模擬[J]. 鄭艷娜,劉德興,陳昌平,詹坤,劉心媚. 中國(guó)海洋平臺(tái). 2018(04)
[3]Effects of Rotor Solidity on the Performance of Impulse Turbine for OWC Wave Energy Converter[J]. 劉臻,趙環(huán)宇,崔瑩. China Ocean Engineering. 2015(05)
[4]帶收縮水道的沉箱防波堤兼OWC裝置結(jié)構(gòu)形式的研究[J]. 秦輝,王永學(xué),王國(guó)玉. 水運(yùn)工程. 2013(08)
[5]不規(guī)則波作用下OWC沉箱氣室捕能效果研究[J]. 史宏達(dá),焦建輝,劉臻,楊國(guó)華. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(Z1)
[6]振蕩水柱波能發(fā)電裝置氣室的三維數(shù)值模擬研究[J]. 紀(jì)君娜,劉臻,紀(jì)立強(qiáng). 海岸工程. 2011(02)
[7]新型沉箱防波堤兼作岸式OWC波能裝置的設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性研究[J]. 史宏達(dá),楊國(guó)華,劉臻,李海鋒. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(09)
碩士論文
[1]梳式防波堤兼作波能發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)與研究[D]. 呂若辰.天津大學(xué) 2014
本文編號(hào):3047857
【文章來(lái)源】:海岸工程. 2020,39(02)
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
氣室模型示意圖
氣室模型尺寸(mm)
各周期下不同模型的轉(zhuǎn)換效率隨波高的變化見圖 5。由圖5可見,在各周期下,20TY型和30TY型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率明顯較高,且在周期為1.1和1.3 s時(shí)20TY型的轉(zhuǎn)換效率高于30TY型。在周期1.3和1.6 s時(shí),30D型的轉(zhuǎn)換效率優(yōu)于Y型,1.8 s時(shí)低于Y型;各工況下20D型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)于Y型沒有明顯優(yōu)勢(shì)。在周期1.8 s的情況下,波高0.20 m時(shí),20D型、30D型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率分別為Y型的1.07倍和0.92倍,而20TY型、30TY型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率分別為Y型的1.46倍和1.61倍,波高0.10 m時(shí)30TY型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率高于Y型前墻氣室90%。各工況下20TY型、30TY型前墻氣室的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)Y型前墻結(jié)構(gòu)氣室平均提升了 37%。3.2 4種周期下不同模型的氣室內(nèi)壓強(qiáng)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]離岸式振蕩水柱波能裝置的理論及數(shù)值研究[J]. 胡杭輝,鄧爭(zhēng)志,姚炎明,趙西增. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2019(02)
[2]振蕩水柱裝置前墻形狀對(duì)能量轉(zhuǎn)化效率影響的數(shù)值模擬[J]. 鄭艷娜,劉德興,陳昌平,詹坤,劉心媚. 中國(guó)海洋平臺(tái). 2018(04)
[3]Effects of Rotor Solidity on the Performance of Impulse Turbine for OWC Wave Energy Converter[J]. 劉臻,趙環(huán)宇,崔瑩. China Ocean Engineering. 2015(05)
[4]帶收縮水道的沉箱防波堤兼OWC裝置結(jié)構(gòu)形式的研究[J]. 秦輝,王永學(xué),王國(guó)玉. 水運(yùn)工程. 2013(08)
[5]不規(guī)則波作用下OWC沉箱氣室捕能效果研究[J]. 史宏達(dá),焦建輝,劉臻,楊國(guó)華. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(Z1)
[6]振蕩水柱波能發(fā)電裝置氣室的三維數(shù)值模擬研究[J]. 紀(jì)君娜,劉臻,紀(jì)立強(qiáng). 海岸工程. 2011(02)
[7]新型沉箱防波堤兼作岸式OWC波能裝置的設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性研究[J]. 史宏達(dá),楊國(guó)華,劉臻,李海鋒. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(09)
碩士論文
[1]梳式防波堤兼作波能發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)與研究[D]. 呂若辰.天津大學(xué) 2014
本文編號(hào):3047857
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