摘要
化石能源的弊端显而易见，能量效率低、污染大、并且近年来化石能源日趋枯竭，能源供应安全问题凸显，提升清洁能源在能源中的比重是大势所趋，人们对新能源的开发愈发重视。占地球表面积71％的海洋，蕴藏着丰富的能源，海洋能源的开发研究已成为当今世界能源研究的主要方向，众多波浪能、海流能发电装置层出不穷，如何提高能量利用率和可靠性成为海洋能发电装置研发的关键问题所在。目前的出现的海洋能装置大多独立发电，效率不高且没有充分利用宝贵的海洋空间，因此提出一种OPT振荡浮子和Gorlov螺旋形水轮机组成的新型浪流联合发电装置，主要针对浪流联合发电装置的水动力性能开展以下研究: 通过查阅国内外相关文献，归纳总结了现有的海洋能多能互补装置的工作原理、技术特征及理论研究方法;基于CFD（计算流体力学）理论与STAR-CCM+软件，应用重叠网格技术与动态体驱动技术建立了振荡浮子与螺旋形水轮机的三维数值研究方法，并进行了网格无关性验证和模型试验与数值模型的验证;利用该数值模拟方法首先研究了环境参数对单一能源利用装置的影响规律，分析波浪与流共同作用对振荡浮子与螺旋形水轮机的水动力性能影响;之后基于上述方法对浪流联合发电装置整体进行了全三维数值模拟，通过分析水动力特性和流场特性，得到了两种能量俘获装置的耦合影响规律;并通过大量数值模拟建立了影响装置性能的三个重要结构参数——螺旋形水轮机直径、振荡浮子直径及两者之间距离对装置总功率与总推力的影响规律，利用MATLAB语言自主编程，基于多目标粒子群算法对浪流联合发电装置的结构参数进行了优化设计，确定了最优结构参数，并通过CFD进行了结果验证，归纳总结得到一套完整的浪流联合发电装置水动力计算及优化方法。
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