浮子式波浪能转换装置功率匹配试验研究

为了实现浮子式波浪能转换装置与发电机功率的最佳匹配,基于振动理论和线性波理论,通过建立浮子在规律波条件下的受力运动数学模型,从能量角度推导得到浮子式波浪能转换装置的匹配功率与波浪参数、机械效率的关系方程。基于该方程,分析了在渤海海域波浪条件下波浪参数对匹配功率的影响规律,并进行了基于小型浮子式波浪能转换装置样机试验。研究结果表明:试验数据验证了匹配功率关系式的合理性,在每一种波浪条件下都对应着一个能量利用率最高的匹配功率;在工作环境确定的前提下,提高装置的机械效率,可实现在不改变浮子质量情况下提高匹配功率;小功率转换装置需要选择周期较短和波高较小的波浪环境,大功率转换装置需要匹配周期较长和波高较大的波浪环境。所得结论可为浮子式波浪能转换装置的设计提供帮助。

垂直轴潮流能水轮机不同翼型叶片空化规律

为研究垂直轴水轮机叶片翼型形状对叶片空化的影响,采用数值模拟方法,对相同条件下相同相对厚度不同相对弯度的翼型,以及相同相对弯度不同相对厚度的翼型做了空化仿真。仿真结果表明,相同相对厚度不同相对弯度的薄、厚两种翼型,随着相对弯度增大,空化现象越易出现。相同相对弯度不同相对厚度的对称、相对弯度不为零的两种翼型,随着相对厚度增大,空化现象越易出现。同时监测了不同情况下翼型的升力系数和阻力系数,考虑到空泡的出现对翼型升力和阻力有所影响,将能量转化参数中的升力系数、阻力系数和升阻比与空化性能结合起来讨论。并将翼型按照相对弯度与相对厚度分组,分别探讨了相对弯度和相对厚度对翼型空化的影响规律,翼形相对厚度相同时,相对弯度越大,或者翼形相对弯度相同,相对厚度越大,则更容易空化。

孔式环形射流粉液混合实验台的搭建

设计并搭建了孔式环形粉液混合实验台,用以研究新结构的混合效果。该实验台不仅可以模拟现场不同流量下环形射流喷腔负压值的变化情况、粉末吸出量和混合情况,并输出实时的压力变化曲线,同时对孔式环形粉液混合器的关键部分采用分段式安装,可以方便地改变优化后的关键结构尺寸,为将来研究不同结构尺寸对混合效果的影响提供实验支持。通过实验得到混合器动量和能量方程的修正系数。

双级串联水平轴海流能发电装置仿真研究

在当前全球倡导发展"低碳经济"和化石能源日益枯竭的大背景下,发展清洁的可再生能源是大势所趋,海流能具有源源不断,清洁高效的特点,如果能够妥善利用,可有效缓解能源紧缺的问题。利用仿真软件对比分析了所设计的双级串联水平轴海流能发电装置在有、无导流罩两种工况下的工作性能,验证了利用装置导流罩提高发电性能的可行性;随后,利用CFD计算方法对比分析单级、二、三级叶轮在不同转速下的水动力特性,验证了二级叶轮方案的可行性,得出最佳转速。