阻塞环境下振荡水翼流场能量获取性能分析

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目前对振荡水翼能量获取的大部分研究都停留在仿真阶段。本文对不同阻塞环境下振荡水翼潮流能能量获取的性能进行了分析并探究了不同阻塞环境下振荡水翼有利于能量获取的最大俯仰角度,研究工作如下:(1)对振荡水翼的运动方式进行研究,探索振荡水翼的运动规律,并分析了水翼升沉和俯仰运动的耦合规律。(2)为了研究不同阻塞环境对振荡水翼的能量获取的影响,本文保持振荡水翼不变,通过改变水翼外流场域的尺寸来改变水翼的阻塞环境。利用ANSYS前处理器中的ICEM对振荡水翼的整个流场进行网格划分并利用FLUENT对振荡水翼进行流体动力学仿真,来验证本文网格划分以及仿真结果的正确性。并对不同展弦比下振荡水翼能量获取性能进行分析,探究适合用于发电的水翼展弦比。(3)为了研究不同阻塞环境下振荡水翼的能量获取性能,对不同阻塞环境下振荡水翼进行水动力仿真,研究不同阻塞环境对水翼能量获取性能的影响,并进一步对同一阻塞环境下不同流场尺寸的情况也进行了分析,研究同一阻塞不同流场尺寸对水翼能量获取性能的影响,最后进行阻塞校正,用来预测振荡水翼在任意阻塞环境下的能量获取性能。(4)为了详细的分析阻塞对水翼能量获取的影响机制,对不同阻塞环境下的水翼翼面附着涡与水翼表面压力分布的关系、翼面附着涡和水翼所受升力的关系进行了分析;通过对涡进行量化处理来定量的表示涡的变化情况,得到不同阻塞环境对水翼翼面附着涡的影响。(5)为了使振荡水翼潮流能水轮机在不同阻塞环境下布置时尽可能获得较高的能量,对不同阻塞环境下的水翼的最大俯仰角度以及折算频率进行研究,得出适合于这一阻塞情况的最佳俯仰角度和折算频率,为以后振荡翼水轮机的布置打下坚实的基础。
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