分层斜坡越浪式波能发电装置的二维数值模拟

以分层斜坡越浪式波能发电装置为研究对象,建立推板造波下的二维水动力数学模型,并通过Stokes波理论解及水工物理模型试验对其有效性进行验证,进而对装置的越浪和受力性能进行计算,给出不同吃水、不同波况下装置上下层的无量纲越浪规律,探讨装置的受力分布和水力效率,为进一步研究分层越浪式装置的水力性能和结构稳定性分析提供依据。     

滑动挡板式越浪发电装置结构受力研究

研究在正向规则波入射下不同斜坡高度及不同水深情况时越浪式波浪发电装置的受力规律。在波浪水槽中进行模型试验;使用FLOW-3D软件进行数值模拟,通过对不同波高、不同波浪周期、极端工况进行数值模拟,得出不同波浪要素下斜坡的受力规律。通过对试验结果和模拟结果的对比分析得出:越浪斜坡在波浪入射过程中受力有先后顺序;斜坡在波浪作用下的周期受力数值在一定范围内波动;斜坡在波浪作用下波浪要素条件不变时,斜坡受力与斜坡高度、试验水深有关,呈线性关系。试验结果对滑动挡板式越浪发电装置结构的设计提供依据。     

半潜式风流联合发电装置水动力性能分析

文章基于半潜式风流联合发电装置,以频域势流理论为基础,研究风流联合发电装置的频域水动力性能,得到了漂浮式载体在规则波中的运动响应RAO和水动力系数;根据载体频域分析结果、水轮机CFD数值模拟结果及风力机载荷特性确定装置的风、浪、流等载荷,利用Fortran编程对AQWA进行二次开发,计入附加的定常力及非定常力,并以此计算极限工况(破损自存工况)下,不规则波中的系统运动响应和系泊线张力。计算结果表明,该半潜式风流联合发电装置在极限工况下具有良好的水动力性能,设计安全可靠。     

100 kW鹰式波浪能发电装置“万山号”实海况试验

鹰式装置"万山号"为一大型漂浮式波浪能发电装置,装置采用2套独立并行的液压系统将不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能,系统配置4台由液压马达驱动的30 kW永磁发电机,在不同浪况下分级启动发电。2015年11月～2016年6月,"万山号"在珠海万山海域已开展不同海况的实海况试验,海试经历小浪、中浪、大浪等多种环境动力输入,取得一系列试验数据和成果。根据已获的阶段成果,总结出改进措施,后续"万山号"将优化升级现有系统,扩展太阳能发电及海水淡化系统,并在开阔海域开展长期实海况试验,持续提高鹰式波浪能转换装置的可靠性、转换效率、环境适应性和经济性。     

OWC波能装置冲击式透平的计算流体力学分析

近年来,配有固定导流叶片的冲击式透平在OWC式波能发电装置的应用中受到广泛重视.利用Fluent软件对这种透平进行三维数值模拟,考察了外径间隙和轮毂比对透平工作性能的影响;研究了动叶片表面的压力分布和空气流动情况.计算结果与试验数据较为符合,为透平的设计提供了参考值,该数值方法可以成为深入研究波能发电装置冲击式透平的有效手段.     

鹰式二号波浪能装置的频域动态响应计算与负载优化设计

以鹰式二号波浪能发电装置为研究对象,基于捕获宽度达到最优为准则,通过对波浪中运动的装置建立频域运动方程,计算装置运动模态响应、获得最优负载阻尼和主要结构点受力等设计要素,并根据万山岛海域波浪条件开展能量转换系统负载设计、提供结构强度设计支持数据等。研究结果表明:在不同波况下装置获得捕获宽度对应的最优阻尼也不同;鹰式二号波浪能装置对于周期约2 s小周期波浪也具有良好的响应,捕获宽度达50%以上,在主要设计波况3~6 s最高捕获宽度达到300%,在万山岛海域波浪能试验场波况最高捕获宽度达到200%。     

实海况条件下磁流体波浪发电机的优化设计

以点吸收式波浪发电装置为例,考虑浮体和阻尼板在垂荡方向上的运动响应特性及磁流体发电机的发电特性,利用遗传算法优化不同规则波况下磁流体发电机的结构参数,得到装置投放于南海某岛屿附近时不同平均有效波高下的发电效率.然后,根据该岛屿全年波况的频率分布规律,计算得到全年发电量,年发电量最大时磁流体发电机结构参数最优.与传统按主...     

振荡滑杆式波能装置振动特性优化与试验

根据振动特性对振荡滑杆式波能转换系统进行优化,通过降低质量、增加弹性系数的方法减小吸波浮体运动与波浪的相位差,可实现波能捕获效率的提高。将优化前后的模型进行对比性试验,试验结果表明:低惯性波能转换装置水动力学响应明显优于普通惯性波能装置,波浪能俘获效率大幅增加,测得最优俘获宽度比由29.85%提升至51.73%,且对工作环境的适应性大大增强,能在不同波况下保持较高的能量转换效率。     

滑动挡板堤式波浪发电装置水动力特性研究

针对滑动挡板斜坡堤式波浪发电装置,通过模型试验和数值模拟,研究斜坡比对装置越浪量的影响以及水深、滑动挡板顶高程、泄流通道直径等对泄流通道内流速和能量转换的影响。研究结果表明,相同水深条件下,斜坡堤的最优斜坡比为2.0。相同水深和斜坡比时,泄流通道内流速随滑动挡板顶高程的增大而减小。通过调整滑动挡板顶高程与水位的关系及优化流道内径,该发电装置在试验中的稳定获能系数可达到约8.0%。     

一种振荡浮子式波浪能发电装置的实验研究

在已有的波浪能发电研究基础上,以一种振荡浮子和液压系统结合的波浪能发电装置为研究对象,在华北电力大学海洋能研究实验室进行模型试验,之后进一步在厦门海域进行工程样机实海况运行试验,重点研究该装置的波浪能量吸收率、运行稳定性等性能。试验表明:该波能转换装置运行平稳、能量转换效率较高,且结构简单、建造成本较低,具有实用价值及进一步研究的科研价值。