基于漂浮平台的潮流能水轮机阵列优化

• 作者: 于昕彤 彭伟 林祥峰 张继生 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室
• 来源期刊: 海洋技术学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 潮流能 水轮机阵列优化 CFD数值模拟 尾流效应 漂浮平台
• 年，卷（期）: 2024,（6）
• 页码范围: 51-58
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

为开展基于漂浮式电子信息平台的潮流能提取装置（水轮机）的布置方式优化研究，本文建立潮流与水轮机阵列及漂浮电子信息平台立柱相互作用的三维计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）模型，考虑漂浮平台水轮机组阵列并列和错列两种布置方案，分析立柱扰流对水轮机阵列流速的干扰和水轮机间尾流的相互影响，为后续的潮流能发电装置在海洋装备上的一体化设计提供数据支撑。对比分析结果表明：在设计流速0.8 m/s下，当来流角度达20°时，并列布置的平均功率系数下降35.97%，最小功率系数为0.023；而错列布置平均功率系数下降24.70%，最小功率系数为0.071。同时，结合水轮机组的设计流速下叶轮横截面流场速度分布图和水轮机尾流场水平面流速分布情况，水轮机阵列采用错列布置比并列布置布局方式更优，尾流效应影响更小，潮流能利用效率更高。