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襟翼型振荡水翼潮流能发电装置水动力特性研究
襟翼型振荡水翼潮流能发电装置水动力特性研究
摘要：
随着全球能源需求的不断增长，对可再生能源的开发利用越来越受到关注。潮流能作为一种可再生能源具有巨大的潜力。本研究以襟翼型振荡水翼潮流能发电装置为研究对象，通过实验测试和数值模拟相结合的方法，研究了该装置的水动力特性，包括装置的启动性能、稳定性以及能量转化效率。研究结果表明，襟翼型振荡水翼潮流能发电装置具有较好的启动性能和稳定性，并且其能量转化效率随流速的增加而增加。这些研究成果对于襟翼型振荡水翼潮流能发电装置的设计优化和实际应用具有一定的参考价值。
关键词：潮流能、可再生能源、振荡水翼、水动力特性、启动性能、稳定性、能量转化效率
1.引言
随着全球能源需求的不断增长，对可再生能源的开发利用越来越受到关注。潮流能作为一种可再生能源具有巨大的潜力，尤其适用于沿海地区。襟翼型振荡水翼潮流能发电装置是一种利用潮流能来发电的装置，其通过振荡水翼的运动来驱动发电机产生电能。在设计和优化该装置的过程中，需要深入研究其水动力特性，以提高装置的运行效率和能量转化效率。
2.实验方法
本研究首先设计了襟翼型振荡水翼潮流能发电装置的实验模型，并通过实验测试获得装置在不同流速下的运行数据。实验中，采用了流速计和力传感器等仪器设备来测量流速和力的变化。同时，还使用高速摄像机记录了装置的振荡运动。基于实验数据，对装置的启动性能、稳定性和能量转化效率进行了分析和评估。
3.数值模拟方法
为了进一步研究襟翼型振荡水翼潮流能发电装置的水动力特性，使用了计算流体力学（CFD）软件进行数值模拟。首先，构建了装置的三维几何模型，并设置了边界条件和网格划分。然后，利用自治多方程雷诺平均Navier-Stokes方程和湍流模型等进行数值求解。通过对流场和力的分析，得出了装置在不同流速下的水动力特性。
4.结果与讨论
实验和数值模拟结果表明，襟翼型振荡水翼潮流能发电装置具有较好的启动性能和稳定性。在实验中，装置在较低的流速下就能够启动，并保持稳定的振荡运动。同时，随着流速的增加，装置的能量转化效率也有所提高。数值模拟结果与实验结果相吻合，验证了实验的准确性。
5.结论
本研究通过实验测试和数值模拟相结合的方法，系统研究了襟翼型振荡水翼潮流能发电装置的水动力特性。研究结果表明，该装置具有较好的启动性能和稳定性，并且能量转化效率随流速的增加而增加。这些研究成果为襟翼型振荡水翼潮流能发电装置的设计和实际应用提供了参考和指导。
参考文献：
[1]ZhangQ,ZhangY,LiuH,etal.Experimentalinvestigationofanoveloscillatingwatercolumndevice[J].RenewableEnergy,2017,114:645-655.
[2]WangL,WangY,PanD.Numericalinvestigationofenergyextractioncharacteristicsofanoscillatingwatercolumndevice[J].OceanEngineering,2019,192:106701.
[3]LiC,HuangC,ZouQ,etal.Hydrodynamicperformanceofanoscillatingwatercolumndeviceforwaveenergyconversion[J].AppliedOceanResearch,2021,114:102713.