海流能

摘要： 文章基于计算流体力学软件STARCCM采用有限体积法结合重叠网格技术在低雷诺数Re=300条件下对串列不等直径双圆柱进行数值模拟,分析了直径比(d/D)和间距比(G/D)对串列不等直径双圆柱涡激振动特性的影响.研究结果表明:上、下游圆柱之间的相互作用随着间距比的增加而减小;下游小圆柱的振幅比随着直径比的增加而减小,当G/D=2,d/D=0.2时,上、下游圆柱的振幅比均取得最大值,其中下游圆柱的振幅比最大可达3.2 d;间距比和直径比对上游大圆柱的升、阻力系数的影响较大,下游小圆柱的升、阻力系数均随着直径比的增加而呈现出逐渐增大的变化趋势.研究结果可为海流能发电装置振子直径比和间距比的选取提供参考.

摘要： 实验研究了大雷诺数、小质量比、近自由水面的弹性支撑刚性圆柱流激振动,利用了低湍流度的循环水槽施加不同来流条件,以虚拟弹簧阻尼系统(Vck)测量圆柱的流激振动幅值和频率.研究结果表明:约化速度由低到高,近自由表面处采用被动湍流控制技术(PTC)的圆柱流激振动可分为三个典型区域,分别为涡激振动区、涡激振动向驰振转化区和驰振区;涡激振动发生时,自由表面效应对光滑圆柱涡激振动以及PTC圆柱的流激振动影响不明显;驰振发生时,较大的约化速度对应较高弗劳德数,自由表面对弹性支撑刚性PTC圆柱的流激振动影响逐渐显著.研究成果可为海流能发电装置(VIVACE)提供必要的理论指导和技术支撑.

摘要： In order to enhance the energy conversion efficiency of marine current power generation device,a horizontal-axial marine current power generation device equipped with S-shaped impeller is developed.The impeller structure is designed with lifting-line method,for which CATIA model is established and the relevant mould is developed,so as to manufacture the impeller on a large scale.A 9-slot/8-pole winding under-water connective anti-corrosive permanent magnet generator is designed,while the design of the structure of the generator system is made as well.The linear selection of the guide diffuser makes the current velocity increased by 14％ ～23％,but the over-large velocity makes the generation device instability.Through the marine experiment of the engineering prototype,the generating performance of the permanent magnet generator is verified,while the water proof and anti-corrosive effects of the generation device during the experimental phase are tested as well.The no-load self-starting of the turbine for the power generation is realized at a flow rate of 0.32 m/s.When the seawater flow rate is 2.5 m/s,the energy-yielding power can reach to 1150 W,while the actual energy-yielding power is to be about 900 W under the sea state with the seawater flow rate of about 2 m/s,of which the maximum energy-yielding efficiency is 32％,and then the energy conversion efficiency is enhanced.%为了提升海流能发电装置的的能量转换效率,研发了一种水平轴式S形叶轮海流发电装置.采用升力法设计叶轮结构,建立CATIA模型并开发了模具,以便于大规模的加工叶轮.设计了9槽8极绕组水下防腐永磁发电机,并进行了发电机系统结构的设计.导流罩的线性选择使得海流速度增加14％ ～23％,但流速过大又造成了装置不稳定.通过工程样机海上试验,验证了永磁发电机的发电性能,同时检测了发电装置实验阶段的防水及防腐效果.轮机在流速达到0.32 m/s时即实现无负载自起动.在海水流速为2.5 m/s时,轮机的获能功率可达到1150W;在海水流速为2 m/s左右的海况下,轮机的实际获能功率在900 W上下,获能效率最高为32％,提高了能量的转换效率.

摘要： Based on the maximum power point tracking(MPPT) theory and the constant voltage transform (CVT) method,the control system for the new marine current power generation device was designed to increase the maximum power capture control and voltage-stabilizing control in a DC circuit.A mathematical model was built in Matlab to simulate input speed and marine current speed of the generator,and simulation research,the establishment of system,and programming were finished in Simulink environment.The result shows that the ratio of the actual output power to the maximum power is basically the same,then the system can achieved the maximum power capture,and the DC bus back-end voltage is basically stable,which verifies the effectiveness of control system design.Through the construction of the test platform,the power generation system is experimentally researched.The data fitting curve is consistent with the theoretical formula curve,and the voltage is also within a reasonable fluctuation range.The test result proves that the control system is correct and can be further applied.%基于MPPT(最大功率点跟踪)理论及CVT(恒压转换)法的新型海流能发电装置控制系统的设计,增加了直流总线端稳压控制及捕获最大功率控制,在Matlab内建立数学模型模拟发电机输入转速及海流速度,并在Simulink环境下进行仿真研究、系统搭建及编程.其仿真结果表明给定最大功率值与实际输出功率的比值基本不变,说明该系统能够实现对最大功率捕获,直流总线端电压基本稳定,验证了整个控制系统的设计合理性.进而搭建试验平台,对整个系统进行试验研究.根据实际记录数据拟合得到的曲线与理论曲线一致,且电压也在合理的波动范围.试验结果证明该控制系统正确,可进一步示范应用.

摘要： 叶轮的水动力特性、结构强度特性、传动系统及控制系统的可靠性等是海流能发电机组稳定运行的决定性因素,在机组下海试验前有必要对整个系统进行厂内测试.在实测海流流速流向的基础上,本文通过CFD仿真对60kW机组叶片的水动力学特性进行了研究,并运用Bladed软件对机组实海况载荷进行了仿真分析,在此基础上完成叶片的强度测试及传动系统的载荷分析.最后对整台机组进行了厂内拖动试验,试验结果表明机组温升、传动平稳性及控制系统精度等均达到设计要求,机组试验最大功率达到70kW.

摘要： 本文就海流能测试技术展开讨论，阐述海流能发电系统转换效率的测试技术及方法。但是，由于海洋能发电系统综合测试技术实属新兴学科，缺乏专业的理论研究与应用实践，而测试过程中产生的误差以及误差对转换效率计算准确性的影响还需要进一步研究与探讨。

摘要： 通过水槽模型实验方法，以获能系数Cp和轴向力系数Cr为研究目标，对水平轴海流能水轮机水动力性能进行分析。本文参考风力机和螺旋桨结构，设计两种不同结构的叶片形式;通过对比实验，重点研究了叶片安装桨距角、叶片形式和叶片数目对水轮机性能的影响。结果表明，在一定工况下，存在最佳桨距角，使得水轮机有最人获能系数;“风力机”式叶片的综合性能优于“螺旋桨”式叶片;rn 叶片数目对水轮机获能效率有重要影响。文中研究结果能够体现水平轴海流能水轮机的一些水动力特性及总体趋势，能够为水平轴海流水轮机的理论研究和工程应用提供参考依据。

摘要： 目前大多数海流能发电装置的设计也可分为水平轴和垂直轴两类。起动性能差、能量利用率低是限制垂直轴海流能转换装置进行商业化应用的主要障碍。本文以Darrieus型垂直轴海流能装置为例,通过数值模拟分析,对在其周边以一定角度添加竖直平板来提高其性能的方法进行了研究。结果表明这些平板可以在装置前方形成一个导流加速的通道,从而可以有效的提高这类装置的能量转换率。同时由于造价低廉,使这种方法在实际工程中具有很大的应用潜力。

摘要： 海流能是一种清洁稳定可再生的能源,利用流致振动捕获海流能成为近年的研究热点.本文基于离散点涡法对圆柱体流致振动发电装置的捕能效率展开研究,结合圆柱体双自由度运动方程与耦合振子方程,得到单圆柱体流致振动能量捕获效率公式.通过对比耦合振子方程的计算结果与Blevins的实验结果,分析不同阻尼比下的流致振动响应,发现阻尼比的增加引起结构振幅减小并引起结构运动轨迹的变化.进一步研究系统阻尼比对无量纲振幅比和能量捕获效率的影响,表明系统阻尼比在0.01～0.2范围内具有最高的能量捕获效率.

摘要： 世界上的海流能资源分布广泛、存量巨大,永不枯竭.作为可再生能源之一,海流能的开发利用已逐步引起世界各国的重视.海流能的利用方式主要是发电,而水轮机是获取海流能的重要的能量转换装置,其工作原理和叶片结构与风力机类似,也可分为水平轴和垂直轴两类.Darrieus 型涡轮机是一种典型的垂直轴式的水轮机,具有结构简单、维护方便、对来流方向不敏感等优点.但与水平轴式水轮机相比,Darrieus 型水轮机的能量转换效率明显较低.本文对不同尖速比下的Darrieus 型水轮机的水动力性能进行了模拟研究,并从涡的观点比较和分析了Darrieus 型水轮机的性能规律,结果表明流场中的涡结构对叶片的作用显著地影响了Darrieus 水轮机在不同尖速比下运行时的工作性能.

摘要： 本文采用FLUENT软件分析了多种翼型的水动力性能，基于NACA63-2xx系列翼型和NACA63-8xx翼型设计了两种模型实验叶片，通过快速成型方法加工制作叶片，并对两种叶片进行了水槽模型实验。研究表明利用FLUENT模拟结果与实验值吻合较好，为叶片几何参数的设计提供了依据;快速成型方法制作的叶片模型能够满足模型实验精度和强度要求，大大缩短了实验叶片制作周期;水槽实验结果表明，两种叶片获能效率差别明显，采用NACA63-8xx系列翼型设计的叶片获能效率高于NACA 63-2xx系列翼型设计的叶片。

摘要： 在新型可再生能源研究领域，传统的机械式能量传动系统存在齿轮易于损坏、后续电力电子系统复杂等特点；针对这一问题，对液压式能量传递方式在这一领域的应用及其系统结构进行了详细研究；仿真试验结果表明，与传统机械式结构相比，液压式传动系统在最大能量捕获、功率稳定性及可维护性等方面具备优势。

摘要： 在新型可再生能源研究领域，传统的机械式能量传动系统存在齿轮易于损坏、后续电力电子系统复杂等特点；针对这一问题，对液压式能量传递方式在这一领域的应用及其系统结构进行了详细研究；仿真试验结果表明，与传统机械式结构相比，液压式传动系统在最大能量捕获、功率稳定性及可维护性等方面具备优势。

摘要： 在新型可再生能源研究领域，传统的机械式能量传动系统存在齿轮易于损坏、后续电力电子系统复杂等特点；针对这一问题，对液压式能量传递方式在这一领域的应用及其系统结构进行了详细研究；仿真试验结果表明，与传统机械式结构相比，液压式传动系统在最大能量捕获、功率稳定性及可维护性等方面具备优势。

摘要： 本发明公开了一种声多普勒海流剖面仪测量流速的方法，首先预估船速和流速的矢量和V的估计值VE，然后根据估计值VE设置相关脉冲对中两个子脉冲之间的第一时间间隔T1；根据第一时间间隔T1选择相关脉冲对发射编码，并采用相关脉冲对协方差法测量流速，获得船速和流速的矢量和V的粗测值VS；根据粗测值VS设置第二时间间隔T2；根据第二时间间隔T2选择相关脉冲对发射编码，并采用相关脉冲对协方差法测量流速，获得船速和流速的矢量和V的精测值VP；最后在测量结果中扣除船速获得流速。本发明的方法适用于航行中的载体，可在宽广的范围内适应载体的船速和流速的变化，同时达到标定的作用距离和测深精度。本发明的方法同样也适用锚系的载体，尤其是流速大的水域。

摘要： 本发明公开一种时频同步原理的海流及海流计三维运动速度测量方法，所述方法采用的测量仪器为三声轴换能器，声轴一端的换能器发射超声波，另一端的换能器接收信号，测得信号从发射到接收在声轴上的时间数据和发射出的信号经海水粒子反射回的频率数据，得到声轴方向的海流流速和海流计运动速度，将声轴方向测得海流流速和海流计运动速度向海流计机体坐标系下的三维流速转换，然后将海流计机体坐标系下的三维流速向大地坐标系的坐标转换，获取实际大地坐标系下的三维海流流速和三维海流计运动速度。通过上述方法，避免了水下移动平台测流时需要借助其他仪器实现海流三维流速和仪器运动速度的问题，扩大了流速测量技术的应用场合。

摘要： 本发明属于海流观测技术领域,涉及海流及波浪的测量装置及方法。一种浮标链载倾斜海流测量系统，包括表面浮标体、海流计、缆绳；所述缆绳的一端与表面浮标体的底部连接，另一端锚固在海底；所述海流计拖拽连接在所述缆绳上；所述的海流计包括采集/处理模块，用于采集海流计倾角、方位和深度，转化为海流的流速值、流向值、深度值及波浪数据并储存。本发明的浮标链载倾斜海流测量系统，可以在不同深度上安装多个倾斜海流计，实现不同深度上的海流长期连续观测，利用接近水面位置处的海流值可以进行表层波浪测量。

摘要： 本发明公开了一种光纤光栅海流探测传感器及海流探测系统，涉及海流测量技术领域，其包括两传感光纤、第一连接光纤、水平设置的整流板和压力感应筒；压力感应筒的两端开口处分别连接有喇叭状的汇流口，压力感应筒外设置有壳体，该壳体与两汇流口密封连接；整流板沿轴向设置在压力感应筒内；两传感光纤分别环绕设置在压力感应筒的两端，且两传感光纤上都串联有若干光纤光栅传感器，各光纤光栅传感器都密贴于压力感应筒的外壁；第一连接光纤的一端穿入壳体，通过单模光纤分别与两传感光纤的输入端和输出端连接。

摘要： 本发明公开了一种声多普勒海流剖面仪测量流速的方法，首先预估船速和流速的矢量和V的估计值VE，然后根据估计值VE设置相关脉冲对中两个子脉冲之间的第一时间间隔T1；根据第一时间间隔T1选择相关脉冲对发射编码，并采用相关脉冲对协方差法测量流速，获得船速和流速的矢量和V的粗测值VS；根据粗测值VS设置第二时间间隔T2；根据第二时间间隔T2选择相关脉冲对发射编码，并采用相关脉冲对协方差法测量流速，获得船速和流速的矢量和V的精测值VP；最后在测量结果中扣除船速获得流速。本发明的方法适用于航行中的载体，可在宽广的范围内适应载体的船速和流速的变化，同时达到标定的作用距离和测深精度。本发明的方法同样也适用锚系的载体，尤其是流速大的水域。

摘要： 本实用新型涉及一种海流发电机模拟温升实验结构及海流发电机，所述实验结构安装于电机机座外围，包括分布设置于电机机座上的若干个分隔条以及包覆于电机机座外围的包覆件，所述包覆件和电机机座外表面之间形成供水流动的空间，所述分隔条将该空间分隔，各所述分隔条上开设有供水穿过、起引流作用的缺口，所述空间连接有进水管和排水口。与现有技术相比，本实用新型具有简单、经济、模拟效果好等优点。

摘要： 本实用新型公开了一种光纤光栅海流探测传感器及海流探测系统，涉及海流测量技术领域，其包括两传感光纤、第一连接光纤、水平设置的整流板和压力感应筒；压力感应筒的两端开口处分别连接有喇叭状的汇流口，压力感应筒外设置有壳体，该壳体与两汇流口密封连接；整流板沿轴向设置在压力感应筒内；两传感光纤分别环绕设置在压力感应筒的两端，且两传感光纤上都串联有若干光纤光栅传感器，各光纤光栅传感器都密贴于压力感应筒的外壁；第一连接光纤的一端穿入壳体，通过单模光纤分别与两传感光纤的输入端和输出端连接。

摘要： 一种海浪海流发电机和海浪海流裸露式水轮发电机，它属于能源领域水力发电的实用新型技术方案。它主要由进水动力管槽、叶轮式水轮机、发电机、转轴、变向齿轮传动箱、电能管理输出装置及其各种相应的固定装置等部分组成；它有两类不安同结构形式及其实施应用方式。它安装在大海里有海浪或海流的地方，利用海浪或海流力能发电。它具有实施技术简、建造成本低和产生能量大等优点。本装置也适用在大小江河溪流中安装使用。它是挖掘新型清洁能源的新的重要途经。

摘要： 水平轴海流能发电机变桨距装置及其水平轴海流能发电机，变桨距装置包括为电机或液压马达的驱动件、通过联轴器与驱动件的输出轴固接的丝杆、套在丝杆上与丝杆螺纹连接的推盘，丝杆的左端由一对向心推力轴承支撑，丝杆的右端伸入主轴法兰及主轴的中心孔左端，丝杆与主轴法兰及主轴的中心孔左端之间构成第一滑动轴承，主轴的右端安装有电滑环或者液压滑环，推盘的各个侧面分别固定有一齿条，各个齿条啮合有一齿轮，各个齿轮通过变桨法兰与对应桨叶的根部固接，变桨法兰与轮毂壁之间构成第二滑动轴承，所述驱动件的左端安装有角度传感器。本发明可实现大于180°的变桨距角度，从而实现双向发电，并能进行统一变桨，且运行平稳。

摘要： 水平轴海流能发电机变桨距装置及其水平轴海流能发电机，变桨距装置包括为电机或液压马达的驱动件、通过联轴器与驱动件的输出轴固接的丝杆、套在丝杆上与丝杆螺纹连接的推盘，丝杆的左端由一对向心推力轴承支撑，丝杆的右端伸入主轴法兰及主轴的中心孔左端，丝杆与主轴法兰及主轴的中心孔左端之间构成第一滑动轴承，主轴的右端安装有电滑环或者液压滑环，推盘的各个侧面分别固定有一齿条，各个齿条啮合有一齿轮，各个齿轮通过变桨法兰与对应桨叶的根部固接，变桨法兰与轮毂壁之间构成第二滑动轴承，所述驱动件的左端安装有角度传感器。本发明可实现大于180°的变桨距角度，从而实现双向发电，并能进行统一变桨，且运行平稳。