為考察水輪機陣列對區(qū)域潮流特性的影響,本文基于Delft 3D-Flow建立齋堂島及附近水域的三維水力學(xué)模型并通過實測數(shù)據(jù)進行校驗。經(jīng)驗證后的模型,采用TSE方法確定陣列在目標水域中的放置位置,并通過動量損失方式模擬水輪機對流場的影響,進而研究和評估在一定水域面積下不同水輪機數(shù)量組成的陣列對潮流場的影響。仿真結(jié)果顯示:該水域放置水輪機陣列將對附近較大范圍水域的水位產(chǎn)生影響,在靠近陣列處水位變化最大能達到3 cm;對區(qū)域流速影響較為顯著,當陣列中水輪機密度較大時,其尾流影響區(qū)域局部時刻流速下降能達到45 cm/s且影響距離可延伸至其下游2 km外。 

【文章來源】：中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019,49(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１齋堂島地理位置Ｆｉｇ．１ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｏｆＺｈａｉｔａｎｇＩｓｌａｎｄ

／３０（°）），需要建立足夠大小的水域計算網(wǎng)格范圍保證足夠數(shù)量的調(diào)和常數(shù)作為邊界條件，從而確保模型仿真結(jié)果的可靠性。網(wǎng)格分辨率由水平方向上的水深數(shù)據(jù)分辨率決定，網(wǎng)格尺寸選�。叮埃埃�×６００ｍ并在齋堂島區(qū)域局部加密到１２０ｍ×１２０ｍ。小范圍水域模型的建模水域范圍由本次研究所需的研究水域范圍決定，其驅(qū)動使用大范圍水域模型輸出的水位時間序列作為輸入。網(wǎng)格尺寸選�。常叮�×３６ｍ并局部加密到１８ｍ×３６ｍ以保證后續(xù)對水輪機陣列等效模擬的精度。圖２模型網(wǎng)格Ｆｉｇ．２Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｇｒｉｄ計算時大范圍水域采用二維水力學(xué)模型，小范圍水域采用三維水力學(xué)模型。其中，小范圍的水力學(xué)模型在垂直方向上將水流分為１０ｓｉｇｍａ層（每層厚度為３１４

ｄｅ／°Ｅ１１９°３３′１１９°４７′１６．３″１１９°５５′２０．１３″緯度Ｌａｔｉｔｕｄｅ／°Ｎ３５°２２′３５°３５′４８．６″３５°３７′４７．３″１．２．２小范圍模型驗證在大范圍水域模型經(jīng)驗證后，將其輸出的水位時間序列作為小范圍水域模型的邊界條件進行輸入，然后將小范圍水域模型的輸出結(jié)果與實測流速流向數(shù)據(jù)進行對比，并在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)小范圍水域模型的參數(shù)從而提高模型輸出結(jié)果的精確度。該水域：４個流速驗證點的坐標和位置分別見表２、圖４。圖３齋堂島潮位站驗證結(jié)果Ｆｉｇ．３ＷａｔｅｒｌｅｖｅｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＺｈａｉｔａｎｇＩｓｌａｎｄ表２流速驗證點經(jīng)緯度Ｔａｂｌｅ２Ｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｖｅｌｏｃｉｔｙｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｏｉｎｔ流速驗證Ｖｅｌｏｃｉｔｙｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ站點１Ｓｉｔｅ１站點３Ｓｉｔｅ３站點４Ｓｉｔｅ４站點５Ｓｉｔｅ５經(jīng)度Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ／°Ｅ１１９°５５′３９．９″１１９°５５′４６．５″１１９°５５′３９．２″１１９°５６′８．７９″緯度Ｌａｔｉｔｕｄｅ／°Ｎ３５°３７′２７．８″３５°３７′２７．３″３５°３７′１８．５″３５°３６′１２．８８″根據(jù)ＲａｈｍａｎＡ等的研究［１７］，水力學(xué)模型的輸出流速受水底摩擦系數(shù)影響較大。而本次建立水力學(xué)模型的水域，因為缺乏齋堂島附近水域的精確水底摩擦數(shù)據(jù)，此次仿真采取統(tǒng)一的水底摩擦系數(shù)。在此，分別選用Ｍａｎ－ｎｉｎｇ＝０．０１７、０．０１９和０．０２１對該區(qū)域流速驗證進行對比。圖５為小范圍水域

【參考文獻】：
博士論文
[1]海洋能多能互補智能供電系統(tǒng)總體開發(fā)方案研究及應(yīng)用[D]. 邵萌.中國海洋大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于實測數(shù)據(jù)的潮流能發(fā)電場規(guī)劃方法研究[D]. 紀合盼.中國海洋大學(xué) 2014



本文編號：3065974