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潮流发电场流场计算及其装置布放优化研究

发布时间:2018-04-09 16:20

  本文选题:潮流能 切入点:潮流数值模拟 出处:《天津大学》2016年硕士论文


【摘要】:随着全球范围内传统化石燃料及能源的巨大消耗、火力发电成本急剧上升、环境污染日益严重、全球气候变暖,随着人类经济社会的发展,人们迫切需求开发以及利用新型可再生能源。随着京都议定书的签订以及近年哥本哈根全球气候会议以及坎昆全球气候会议的举行,国内外在可再生绿色能源的开发以及利用等方面都取得了重要的共识和进展。太阳能、风能、海洋能等都属于可再生绿色能源,其中海洋能是指利用海洋活动过程中所生产出来的能源,它的产生来自于太阳能及地球和月球间的引力等,包括潮汐能、波浪能、温差能等等。本文首先对舟山群岛海域、舟山岛北部海域进行了二维潮流数值模拟,对模拟结果进行了验证和分析,其次对最小范围区域的龟山水道海域进行了二维和三维的潮流数值模拟,二维使用ADCIRC模型,三维使用FVCOM模型,对计算结果进行了验证,且将二维和三维数值模拟结果进行了对比。在模拟工作结束后,根据涡轮机的发电效率,通过将涡轮机的发电功率以底摩阻的形式给出,可推出单个涡轮机在运行过程中该点底摩阻的变化,从而计算出布设单个涡轮机对流场的影响,进而布设单排的涡轮机,从而为在该海域大规模布设潮流能发电装置提供依据。最后分析出在龟山水道海域中,不同数量和布置方式的涡轮机矩阵对龟山水道海域潮流场的影响。在得到影响结果后,对龟山水道海域涡轮机的布设方式可以提出优化意见,若涡轮机矩阵布设得当,既能提高整个潮流能发电场的发电效率,同时能最大限度的降低发电场的建设成本。
[Abstract]:With the huge consumption of traditional fossil fuels and energy in the world, the cost of thermal power generation is rising sharply, the environmental pollution is becoming more and more serious, the global climate is warming, and with the development of human economy and society,There is an urgent need to develop and utilize new renewable energy sources.With the signing of Kyoto Protocol and the holding of Copenhagen Global Climate Conference and Cancun Global Climate Conference in recent years, there has been an important consensus and progress in the development and utilization of renewable green energy at home and abroad.Solar energy, wind energy, ocean energy and so on are all renewable green energy. Among them, ocean energy refers to the energy produced by the process of ocean activities. Its production comes from solar energy and the gravity between the earth and the moon, including tidal energy.Wave energy, temperature difference energy, etc.In this paper, the two-dimensional tidal current numerical simulation of Zhoushan archipelago and the northern waters of Zhoushan Island is carried out, and the simulation results are verified and analyzed. Secondly, the two-dimensional and three-dimensional tidal current numerical simulation of the Guoshan waterway in the minimum range is carried out.ADCIRC model is used in 2D and FVCOM model is used in 3D, and the results are compared with those of 2D and 3D.After the simulation work is finished, according to the generating efficiency of the turbine, by giving the generating power of the turbine in the form of the bottom friction, the variation of the bottom friction at the same point during the operation of a single turbine can be deduced.The influence of the flow field of a single turbine is calculated, and then the single-row turbine is arranged, which provides a basis for the large-scale deployment of tidal current power generation devices in the sea area.Finally, the influence of turbine matrix of different quantity and arrangement on tidal current field in Guishan waterway is analyzed.After getting the influence result, we can put forward the optimized advice to the layout mode of turbine in Guishan waterway. If the turbine matrix is properly arranged, it can not only improve the efficiency of generating electricity of the whole tidal current and electric field, but also improve the power generation efficiency of the whole tidal current and electric field.At the same time can minimize the construction costs of the electric field.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P743

【参考文献】

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本文编号:1727202

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