浮筒式波浪能发电装置中轴流式水轮机能量特性研究

摘要

当今世界全球资源严重匮乏,环境日益恶化,波浪能作为一种清洁的可再生海洋能源,有利于贯彻中国可持续发展战略.本文针对南海某海域,根据国家海洋局提供的波浪周期和波高数据,通过计算流体力学(CFD)数值模拟,研究不同时期波浪周期和波高的变化对轴流式水轮机效率的影响.计算结果表明,因波浪参数变化,浮筒式波浪能发电装置水头变化范围为llm～17m,优选设计水头为13m.通过改变水轮机叶片安装角度,优化水轮机效率,并对水轮机转轮及出水流道流动特性进行研究.最终得出:在优选设计水头为13m时,水轮机在叶片相对安放角为-4°,最高效率达85.67％,水轮机转轮及出水流道流态平直,水轮机工作性能稳定,满足浮筒式波能发电装置工作要求.本文研究工作,为优化浮筒式波能发电平台及提高平台投资回报率奠定理论基础.