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偏流角对潮流能水轮机水动力影响研究

太阳能学报 2016年第1期37卷 249-255页

作者：王树齐张理耿敬荆丰梅张亮哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 中海油研究总院新能源研究中心北京100000

基于三维CFD数值模拟方法对潮流能水平轴水轮机进行分析研究,并与试验结果比较,验证该方法的有效性。通过改变迎流式和背流式偏流角的大小,研究不同偏流角对水平轴水轮机水动力特性的影响规律。结果表明:偏流使水轮机效率及轴向载荷的... 详细信息

基于三维CFD数值模拟方法对潮流能水平轴水轮机进行分析研究,并与试验结果比较,验证该方法的有效性。通过改变迎流式和背流式偏流角的大小,研究不同偏流角对水平轴水轮机水动力特性的影响规律。结果表明:偏流使水轮机效率及轴向载荷的平均值下降,偏流20°时,迎流式和背流式效率最大下降分别约为5%和6%,轴向载荷系数最大下降分别为5.5%和7.0%;使瞬时值波动幅值增加,偏流角越大,波动幅值越大。

关键词：水平轴水轮机偏流水动力特性 CFD SST湍流模型

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实海况条件下磁流体波浪发电机的优化设计

太阳能学报 2022年第4期43卷 498-505页

作者：刘华兵赵凌志朱培奇史玉涛彭爱武中国科学院电工研究所北京100190 中国科学院大学北京100190

以点吸收式波浪发电装置为例,考虑浮体和阻尼板在垂荡方向上的运动响应特性及磁流体发电机的发电特性,利用遗传算法优化不同规则波况下磁流体发电机的结构参数,得到装置投放于南海某岛屿附近时不同平均有效波高下的发电效率。然后,根据... 详细信息

以点吸收式波浪发电装置为例,考虑浮体和阻尼板在垂荡方向上的运动响应特性及磁流体发电机的发电特性,利用遗传算法优化不同规则波况下磁流体发电机的结构参数,得到装置投放于南海某岛屿附近时不同平均有效波高下的发电效率。然后,根据该岛屿全年波况的频率分布规律,计算得到全年发电量,年发电量最大时磁流体发电机结构参数最优。与传统按主波况进行结构参数优化相比,充分考虑不同平均有效波高的出现频率对装置输出功率的影响,对实海况条件下磁流体波浪发电装置的优化设计和经济效益的评估具有重要的指导意义。另外,磁流体波浪发电装置的启动波高低于1.0 m的行业标准,启动性能极好,可增加波浪的有效利用小时数,其极强的低海况响应能力尤其适合中国的低海况条件。

关键词：磁流体波浪能遗传算法发电量结构参数

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浮体绳轮波浪发电系统研究

应用基础与工程科学学报 2015年第1期23卷 203-211页

作者：王延刚仝兴华朱林森刘勇山东大学力学与机电装备联合工程技术研究中心山东威海264209

海洋能获取及转换是波浪能发电系统的关键环节.合理的浮体结构和能量转换装置的设计将大大提高能量获取及转换效率.为提高波浪能利用率,降低波能转换装置成本,设计新型点吸收式波浪发电装置——浮体绳轮波浪发电系统.基于线性规则波理... 详细信息

海洋能获取及转换是波浪能发电系统的关键环节.合理的浮体结构和能量转换装置的设计将大大提高能量获取及转换效率.为提高波浪能利用率,降低波能转换装置成本,设计新型点吸收式波浪发电装置——浮体绳轮波浪发电系统.基于线性规则波理论及粘性阻尼理论,考虑浮体附加质量及附加阻尼影响,对浮体上升和下降阶段进行受力分析,分别得到了浮体上升和下降两个阶段的运动方程,推导出浮体完整的运动方程.利用数值计算得到浮体获取最优转换效率的阻尼系数C=10600N·s/m,然后通过水动力学频域及时域分析对数值计算结果进行了验证.理论分析及仿真过程为浮体绳轮波浪发电系统的研究和实际应用提供了理论基础.

关键词：波浪能线性规则波阻尼系数浮体绳轮

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一种点吸式波浪能装置水动力性能优化

哈尔滨工业大学学报 2015年第7期47卷 117-121页

作者：张亮国威王树齐哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

为改善点吸式波浪能装置的运动性能,运用基于黏性流体力学的计算流体力学(CFD)方法对一种特定的点吸式波浪能装置中的浮子进行三维时域模拟,研究不同浮子形状、阻尼系数和浮子质量对装置性能的影响规律.结果表明:运用CFD方法和实验方法... 详细信息

为改善点吸式波浪能装置的运动性能,运用基于黏性流体力学的计算流体力学(CFD)方法对一种特定的点吸式波浪能装置中的浮子进行三维时域模拟,研究不同浮子形状、阻尼系数和浮子质量对装置性能的影响规律.结果表明:运用CFD方法和实验方法得出的浮子运动曲线较为吻合,CFD值较基于势流理论的计算值更接近于实验值;在自然振荡和阻尼振荡时,圆台形浮子的运动性能都优于圆柱形浮子;圆台浮子的俘获宽度比会随着机械阻尼系数的增大呈现先增大后减小的规律,其最大值对应的阻尼值即为最佳阻尼值;俘获宽度比随着质量的增大呈现缓慢增加后略有减小的规律.

关键词：计算流体力学点吸式波浪能装置浮子阻尼系数浮子质量水动力性能

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浮力摆式波浪能装置水动力性能的试验研究

船舶力学 2013年第10期17卷 1097-1106页

作者：赵海涛沈家法国家海洋局第二海洋研究所工程海洋学重点实验室杭州310012

文章采用磁粉制动器模拟PTO阻尼研制了浮力摆式波浪能装置的物理模型,并采用有机玻璃制作摆板,采用高速CCD摄像机追踪浮力摆运动过程。通过水槽试验分析了浮力摆的固有周期、波能功率的非线性影响、PTO阻尼特性,并研究了浮力摆摆幅、转... 详细信息

文章采用磁粉制动器模拟PTO阻尼研制了浮力摆式波浪能装置的物理模型,并采用有机玻璃制作摆板,采用高速CCD摄像机追踪浮力摆运动过程。通过水槽试验分析了浮力摆的固有周期、波能功率的非线性影响、PTO阻尼特性,并研究了浮力摆摆幅、转换功率和转换效率随波况、激磁电流的变化情况。研究表明:试验波面的非线性对于波能功率的影响不大;各试验工况中装置摩擦阻力矩的幅值基本相等,约为1.5 Nm;PTO阻力矩的模拟结果与恒定阻力矩存在较明显差别,波周期对装置的PTO阻尼特性和浮力摆摆幅有显著影响;根据试验结果,在周期5.0 s、波幅0.34 m的原型海况条件下,激磁电流为0.6 A时,装置的转换功率约为14 kW,转换效率约为60%。

关键词：波浪能浮力摆水动力性能物模试验

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大小门岛海域表层潮流和余流特征分析

海洋科学 2014年第7期38卷 76-81页

作者：杨万康袁笛张俊彪许雪峰施伟勇国家海洋局第二海洋研究所工程海洋学重点实验室浙江杭州310012

利用2012年4月份进行水文调查得到的实测海流数据,依据多周日观测的准调和分析原理,对大小门岛海域表层潮流进行调和分析。基于调和分析结果对大小门岛海域潮流和余流特征进行精细化研究。结果表明:大小门岛海域潮流类型为不正规半日浅... 详细信息

利用2012年4月份进行水文调查得到的实测海流数据,依据多周日观测的准调和分析原理,对大小门岛海域表层潮流进行调和分析。基于调和分析结果对大小门岛海域潮流和余流特征进行精细化研究。结果表明:大小门岛海域潮流类型为不正规半日浅海潮流,大小门岛西部海域受浅水分潮影响最大。整个海域潮流运动形式以往复流为主,由于受到多股往复流的干涉作用,大门岛西侧旋转流较强;实测落潮流要强于涨潮流,流速在瓯江口外侧达到最大。余流走向存在区域性差异,小门岛西北、瓯江口内部及黄大峡海域余流方向与涨潮流一致,其它区域与落潮流一致,余流流速大小与最大流速分布基本一致。

关键词：大小门岛潮流余流

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基于准谐振控制器的零序环流抑制

电机与控制学报 2012年第11期16卷 64-69页

作者：许铁岩罗耀华哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对三相逆变器直接并联运行时存在零序环流的问题,提出一种基于准谐振控制器的零序环流闭环控制方法。通过分别建立并分析逆变器独立工作和两台并联工作时零序环流闭环控制模型可知,PWM零序调制电压为主要扰动。理想的谐振控制器在谐... 详细信息

针对三相逆变器直接并联运行时存在零序环流的问题,提出一种基于准谐振控制器的零序环流闭环控制方法。通过分别建立并分析逆变器独立工作和两台并联工作时零序环流闭环控制模型可知,PWM零序调制电压为主要扰动。理想的谐振控制器在谐振频率处增益无穷大,可以消除与谐振频率相同频率的扰动分量对闭环系统的影响。针对扰动为频谱离散的周期性信号的特性,控制器采用多谐振控制器并联的控制结构。在推导零序环流闭环控制等效模型和扰动传递函数的基础上,提出准谐振控制器设计方法。仿真和实验结果表明,该方法能够有效抑制零序环流。

关键词：潮流能逆变器并联零序环流准谐振控制器

100 kW鹰式波浪能发电装置“万山号”实海况试验

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太阳能学报 2019年第3期40卷 709-714页

作者：盛松伟王坤林吝红军张亚群游亚戈王振鹏中国科学院广州能源研究所广州510070 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049

鹰式装置"万山号"为一大型漂浮式波浪能发电装置,装置采用2套独立并行的液压系统将不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能,系统配置4台由液压马达驱动的30 kW永磁发电机,在不同浪况下分级启动发电。2015年11月～2016年6月,"万山号"在珠海... 详细信息

鹰式装置"万山号"为一大型漂浮式波浪能发电装置,装置采用2套独立并行的液压系统将不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能,系统配置4台由液压马达驱动的30 kW永磁发电机,在不同浪况下分级启动发电。2015年11月～2016年6月,"万山号"在珠海万山海域已开展不同海况的实海况试验,海试经历小浪、中浪、大浪等多种环境动力输入,取得一系列试验数据和成果。根据已获的阶段成果,总结出改进措施,后续"万山号"将优化升级现有系统,扩展太阳能发电及海水淡化系统,并在开阔海域开展长期实海况试验,持续提高鹰式波浪能转换装置的可靠性、转换效率、环境适应性和经济性。

关键词：波浪能能量转换装置测试鹰式装置“万山号”

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冷却塔的微型水轮机开发及自动控制

工业水处理 2013年第8期33卷 37-40页

作者：范小娟郑源朱飞范富杰河海大学江苏南京210098 上海贝颖科技有限公司上海200233

研发了一种新型冷却塔,通过对冷却塔进塔水流富余能量的分析,设计了一种应用于低水头的微型水轮机,与冷却塔风机相匹配从而实现对冷却塔风机转速的控制,以此满足对出水温度的控制。应用编程软件STEP7-Micro/WIN进行相应的程序编制。应... 详细信息

研发了一种新型冷却塔,通过对冷却塔进塔水流富余能量的分析,设计了一种应用于低水头的微型水轮机,与冷却塔风机相匹配从而实现对冷却塔风机转速的控制,以此满足对出水温度的控制。应用编程软件STEP7-Micro/WIN进行相应的程序编制。应用组态王组建相应的监控界面实现监控界面数据变量与现场设备各个参数的相互连接,总体实现了冷却塔系统的节能运行及自动化控制。

关键词：微型水轮机冷却塔自动化控制节能组态王