点头鸭式波浪能采集装置的数值模拟

【摘要】：为优化波浪能采集装置,以FLUENT软件为平台,建立了"点头鸭"和波浪水槽模型,对"点头鸭"在稳态均匀流和非稳态规则波作用下的水动力学特性进行了数值仿真。水槽中的规则波采用推板造波的方式生成,自由水面的追踪采用VOF方法确定。模拟得到了两种水流环境中"点头鸭"在受来流冲击时,鸭体所在区域的压力分布、速度分布以及鸭体所受波浪力的变化规律。结果表明,在均匀来流环境下,来流速度越大,鸭体所受波浪力越大,且随攻角增大而增大的趋势越发明显;在规则波环境下,鸭体所受波浪力近似呈周期性变化,其大小与攻角角度有明显关系,但并非呈单调变化。在所研究的工况中,攻角为60°时,鸭体所受的波浪力最大,此时"点头鸭"装置具有最大的可发电机械能。 【作者单位】： 集美大学机械与能源工程学院;福建省能源清洁利用与开发重点实验室;福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心;集美大学轮机工程学院;
【关键词】： 点头鸭式波浪能采集装置 波浪能 数值模拟
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51409118);国家自然科学基金资助项目(51209104) 福建省自然科学基金资助项目(2014J05062;2016J01247) 福建省海洋与渔业厅项目(201412190001) 福建省教育厅面上项目(JA13184)
【分类号】：P743.2
【正文快照】： 0引言海水中蕴藏着巨大的波浪能,全球可利用的波浪能高达20×109k W[1]。在当前能源危机的大背景下,世界各海洋大国均十分重视波浪能的研究利用,尤其是波浪能发电系统的研究开发。波浪能采集装置(wave energy converter,WEC)是波浪能发电系统中最关键的部分,百年来关于WEC的发

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