潮流能發(fā)電場尾流場數(shù)值模擬及其多機組影響規(guī)律研究.pdf

1、潮流能是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?潮流能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)從海上工程樣機示范階段逐漸步入商業(yè)化應(yīng)用階段,一批大型的潮流能發(fā)電場正處于規(guī)劃建設(shè)當中,而優(yōu)化潮流能轉(zhuǎn)換裝置的布局是完成潮流能發(fā)電場建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,其直接關(guān)系到潮流能發(fā)電場的經(jīng)濟效益。潮流能發(fā)電機組的縱向間距如果太小,則沿水流流動方向,上游機組會對下游機組將產(chǎn)生較大的尾流影響,致使下游水輪機的輸出功率減少。此外,由于水輪機尾流中存在湍流流動,還會造成水輪機機組的損壞,降低水輪

2、機機組的使用壽命。因此,需要根據(jù)潮流能資源的分布、水輪機機組的特性以及尾流效應(yīng)等方面對潮流能發(fā)電場進行優(yōu)化布局。本文通過結(jié)合數(shù)值模擬與模型試驗方法,研究上游水輪機對下游水輪機的影響,同時對發(fā)電場中水輪機的不同布置方式進行了研究,具體研究的內(nèi)容為:
　　首先,分析國內(nèi)外潮流能開發(fā)利用技術(shù)的研究現(xiàn)狀,總結(jié)潮流能開發(fā)利用的一般過程,包括潮流能轉(zhuǎn)換裝置的模型試驗階段、潮流能示范工程階段以及潮流能發(fā)電場階段,明確發(fā)電場中潮流能發(fā)電裝置布放的

3、研究是必然的趨勢。
　　其次,運用CFD軟件對水平軸水輪機進行三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬,得出靜壓分布、速度分布以及湍流分布特性圖,分析總結(jié)潮流能水輪機尾流場效應(yīng)的研究方法。對水輪機機組的縱向布置和交錯布置方式進行研究,根據(jù)水動力學原理以及數(shù)值計算方法,模擬水輪機機組的兩種布置方式,對比分析流場中壓力、速度和湍流的分布情況。同時給定相同的水流強度及方向,在0-35D范圍內(nèi)調(diào)整水輪機機組的縱向間距,得到縱向布置與交錯布置的推力系數(shù)CT,進而得