科技成果

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成果名称: 潮汐能发电中的水动力学问题研究

成果登记号: 9612019Y0279

第一完成单位: 西安理工大学

联 系 人: 罗兴锜

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 新能源与高效节能

应用行业: 制造业

成果简介:

在全面分析潮汐能的研究开发现状和潮汐能转换中双向贯流式水轮机水动力性能状况的基础上,本项目建立了我国近海潮波模型,并结合伯恩斯坦潮汐能蕴藏量计算方法评估了我国近海潮汐能的理论蕴藏量,明确了我国潮汐能蕴藏量较大的海湾河口区域;开发了潮汐电站水库出力过程计算模型,并研究建立了潮汐电站库内外潮动力与电站出力发电过程的动态响应关系;提出了垂向水流泥沙数学模型,并基于该模型研究了盐度分层影响下的含沙量分布特征,同时利用潮动力分解机制阐明了海湾泥沙输移的动力成因,建立了海湾泥沙静通量的定量分析方法,为潮汐能库区泥沙淤积的有效控制提供理论基础;以考虑非稳态效应和多尺度结构的湍流模型为基础,建立了潮汐发电中工作水头随潮波周期性持续变化条件下的双向贯流式水轮机全流道三维非定常湍流计算方法,并进一步采用介观格子Boltzmann方法量化分析了双向多工况转换过程中过流通道内瞬变流动参数的变化规律,为贯流式机组过渡过程中的稳定性分析提供了可靠的理论方法;提出了潮汐双向贯流式水轮机过流部件防海水腐蚀的方法和工艺措施,为机组长期稳定在海洋中运行提供了基础;针对潮汐灯泡贯流式水轮机水力设计方法缺乏的先天不足,建立了双向贯流式水轮机转轮、尾水管的智能优化设计体系,为潮汐双向贯流式机组的研发提供了可靠的方法论,并依据该优化设计方法成功研制了双向运行均具备高性能的竖井、灯泡贯流式水轮机,为我国潮汐能的转换提供了可靠、高效的水力模型。综上所述,本项目的研究成果为国家潮汐能的大规模开发和高效利用提供了完整的理论和技术支撑。