摘要：为了进一步提高潮流能的利用率,提出了一种新型鲸鱼式潮流能发电装置。借鉴风机叶片设计方法及水平轴水轮机的设计原理,利用结构力学、流体力学和CFD相关方法,对该装置的螺旋桨叶、导流筒和固定桩等部件进行了设计研究,从获能效果、装置可靠性和发电功率等方面进行了优化设计,并通过900W样机试验验证了设计的有效性。试验结果显示,海流高潮期装置最大发电功率可达到980W,一天内大约有4个缓潮期,此间发电功率明显下降,但持续时间不长,总体平均发电功率在800W上下;同时潮流能轮机启动流速在0.41m/s左右,有着良好的低速启动性能。

摘要：为了使海洋浮标具备正常的定位及监测功能,需要合理地进行双向轴流叶轮的选型分析。采用软件对翼型进行选择,并通过Fluent软件对翼型进行水动力仿真分析,由压力云图得到影响流体动力性能的主要因素是前半段的弧线。基于此设计S翼型,进行UG建模,并通过接口导入Fluent软件进行叶轮仿真,以选定叶片数量。采用叶素动量理论(BEM)对海流能自供电浮标叶轮翼型进行原理分析,建立Bladed模型,仿真得到叶轮输出特性,从而验证了水动力仿真的正确性。通过模拟试验平台对所设计叶轮的可行性进行验证。结果表明:桨距角为15°,尖速比为4,叶片数量为4的叶轮在流速2.2 m/s下获能效率最大,其数值接近40%。通过对仿真及理论分析的正确性进行验证,能够为之后的水槽及海试试验提供数据参考。

摘要：为了提升海流能发电装置的的能量转换效率,研发了一种水平轴式S形叶轮海流发电装置。采用升力法设计叶轮结构,建立CATIA模型并开发了模具,以便于大规模的加工叶轮。设计了9槽8极绕组水下防腐永磁发电机,并进行了发电机系统结构的设计。导流罩的线性选择使得海流速度增加14%~23%,但流速过大又造成了装置不稳定。通过工程样机海上试验,验证了永磁发电机的发电性能,同时检测了发电装置实验阶段的防水及防腐效果。轮机在流速达到0.32 m/s时即实现无负载自起动。在海水流速为2.5 m/s时,轮机的获能功率可达到1 150 W;在海水流速为2 m/s左右的海况下,轮机的实际获能功率在900 W上下,获能效率最高为32%,提高了能量的转换效率。

摘要：为了进一步解决近海渔业养殖的供电问题,设计了一种基于海浪发电的浮式消波堤。利用波浪力学和垂荡能量转化相关公式,对适用于福建省霞浦县海域的抗风浪消波堤进行整机尺寸的设计,同时借鉴典型水力发电叶片的计算方法,对用于波浪能量捕获的消波堤外圈摆叶进行了设计,利用稳压电路对发电机输出的电能进行稳压处理,最后通过40 W小型样机的试验验证了装置的发电性能。结果显示,对于设计功率为40 W的试验样机,2 h监测区间内平均功率为42 W,最大功率为54 W;最佳负载状态下的60 s周期输出电压峰值为52 V,平均电压为20 V左右,但输出电压起伏较剧烈,来潮间隙时刻存在电压为0的区间。研究成果为海浪发电设备的设计提供参考和借鉴。

摘要：通过CFD计算软件Fluent对叶片进行水动力仿真分析,由叶片压力曲线分析影响翼型效率的主要因素,对比分析选出S翼型,并由此翼型设计了对称S翼型,进行UG建模并通过接口导入Fluent进行叶轮仿真分析,由N-S控制方程及压力云图确定叶片数量。建立Bladed模型,仿真得到不同叶片的叶轮在不同的流速下转矩的变化情况及不同桨距角尖速比与获能效率的关系曲线。最后在实验室有机玻璃导管测试系统得到对称S型叶轮在不同流速下的获能效率。实验结果表明,对称S翼型具有捕获双向来流的能力,在实验流速为2.2 m/s时最大获能效率可达40%。为海流自供电浮标进行了正确选型,提高了效率,所得数据也为之后海试试验提供了理论参考。

摘要：为提高能源捕获和能量转换效率,改善水轮机叶片对流场性能的影响,以发展海洋可再生能源发电装备技术为目标,采用流体力学中ANAYS仿真模拟和试验对比研究的方法,提出一种双向浪流集成发电机组。该装置采用柔性直驱式永磁发电机,省去中间的增速机构,实现了小型模块化供电,提高了水轮机能量转换效率。为提高水轮机能量系数,优化流场性能,设计了双向导流罩,研究不同导流罩张角对流场的影响,对其进行仿真分析,并针对不同张角的导流罩进行模拟,得到最佳导流罩张角。水槽试验结果表明:该装置最大功率点的取值取决于叶轮叶片的结构参数、导流罩的大小和电动机的效率。增设导流罩可以降低流体在导流罩内的湍动干扰作用,改善叶轮在流场环境下的运行效果。导流罩扩口最佳角度在25°附近。该装置具有低速起动性能好、不需要换向以及效率高等特点,可以在流速较低、双向来流的条件下推广使用。

摘要：为实现对浮式自供电消波堤的工作状态以及采集的水质信息进行收集控制,设计了基于北斗卫星导航系统(BDS)的浮式自供电消波堤通信系统.此系统旨在帮助网箱养殖用户利用消波堤结合通信系统,更好地实现对养殖网箱的保护以及对网箱周围水域水质的监测.通信系统利用BDS的无线电测定业务(RDSS)工作模式,采用定制的数据通信协议,实时定位消波堤位置、传输各类传感器采集到的信息以及用户指令.结合岸基服务器或工作站,实现对消波堤实时、全天候的监控,提高对浮式自供电消波堤的可控性.

摘要：为了进一步探究潮流能水轮机叶轮性能优化原理及方法,对基于NACA24112翼型改进的S翼型进行了仿真与实验研究。通过ANSYS Workbench有限元仿真软件以及典型水轮机叶片设计方法,研究了优化翼型的水动力性能,并对新叶轮进行了建模、水动力仿真分析以及样机实验。结果表明:新型S翼型最佳设计攻角在12°~16°之间;叶轮具有良好双向来流吸收能力,但叶片前半段存在扰流现象,并对后方流场影响较长;样机实验表明实验负载阻值最佳取值区间在23~26Ω之间;叶轮的最优水速在2m/s左右,获能效率可达40%上下。

摘要：基于现有波浪能和潮流能发电装置研究现状,为达到波浪和潮流同时利用的目的,设计了一种以卧式轮机形式同时吸收水平波浪螺旋力和潮流能动力的新型浪流发电装置。通过正交试验设计得到三指标最佳叶片参数组合后,进行FLUENT流场分析,从流体角度出发,在其扭矩、推力以及轮机功率三方面对比分析,阐明了叶片参数对于轮机流场的作用趋势,并以此趋势为参考择出最佳模型。后期水槽实验有效验证了该卧式浪流轮机的浪流结合吸收的可行性。

摘要：分析了自主式水下无人潜水器(AUV)在工作时应用的不同导航定位技术的特点与优势,介绍了北斗导航系统以及基于北斗导航系统的AUV基本定位原理。对应用北斗导航系统的AUV机械结构模块化设计的四个模块进行了较详尽的阐述,对AUV导航控制段的控制流程逻辑以及基于此逻辑的硬件系统进行了设计与搭建。通过应用北斗导航系统的AUV平台验证,从自主定向巡航和自主定速巡航来看,运行平稳,与期望值基本一致。