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点头鸭式波浪能采集装置的数值模拟
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK79[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
  • 作者机构:[1]集美大学机械与能源工程学院,福建厦门361021, [2]福建省能源清洁利用与开发重点实验室,福建厦门361021, [3]福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术研究中心,福建厦门361021, [4]集美大学轮机工程学院,福建厦门361021
  • 相关基金: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)
中文摘要:

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。

英文摘要:

With FLUENT software as platform, the Salter Duck and wave flume was modeled and the hydrodynamic characteristics of the “ duck” working in steady uniform flow and unsteady regular wave were ob-tained through numerical simulation. The regular wave in the flume was generated by the way of pushing plate and the free water surface was determined by V0 F method. The pressure distribution, velocity distribution and the variation of the wave forces in the region of the duck body were obtained by simulating two kinds of water environment. The results show that, in a uniform flow, with the increase of the incoming flow velocity, the wave force acting on the duck body increases and the trend of wave force increasing with the attack angle becomes more obvious. Under the wave environment the wave force is close to a periodic variation, and its value has significant relationship with the attack angle, but is not a monotonic variation. Under the working conditions of the research, wave force obtains the maximum value when the attack angle is 6 0°and at this point the “Salter Duck” device has the largest mechanical energy for power generation. The results have refer-ence value for the optimization design of wave energy converters.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603