水平轴潮流发电机在三维浅水模型中的垂向定位及作用模拟

摘要

面对日趋紧张的国际能源局势以及环境保护上的需求,可在生能源是缓解危机的一条重要途径.潮流能是可再生能源的一种重要形式,由于其高度可预测、环境影响小、开发成本低等特点而受到了社会的关注.在对潮流能开发区域进行能量分布预测和环境影响评估的过程中,基于浅水方程的数值模拟是最常用的研究手段.此类模型通常在运动方程中引入额外的底摩阻来模拟水轮机的作用.与此同时,为了更好地适应近岸区域水深变化大的特点,三维浅水模型在垂向上经常采用坐标系统.此次研究将叶片动力分析耦合到浅水方程之中,以精确计算水轮机所造成动量损失的实时变化.另一方面,通过基于网格的动态积分,解决了运动网格中固定设备的问题.最后,通过对比模拟结果与实测数据,对优化后的模型进行了验证.