海洋潮流能因為優(yōu)越的可再生性、環(huán)保性及巨大的貯藏量成為了當下重點的研究對象。潮流能發(fā)電裝置是將潮流動能轉換為電能的裝置或系統(tǒng)，水輪機作為發(fā)電裝置的核心部件之一，可根據轉子軸向與潮流流向的相對位置關系分為垂直軸式(又稱豎軸式)和水平軸式。其中基于豎軸水輪機的漂浮式潮流能發(fā)電裝置具有較多優(yōu)點。而漂浮式潮流發(fā)電裝置系泊于海上時，載體和水輪機之間的非線性耦合效應會導致載體的大幅運動，增加水輪機的功率、載荷輸出波動，從而降低水輪機的發(fā)電效率。

圖1 雙轉子潮流能水輪機示范裝置

近日，我實驗室海洋可再生能源創(chuàng)新團隊首席科學家馬勇教授利用在П型豎軸雙轉子潮流能水輪機高效獲能技術領域取得新的研究進展。該研究基于動網格及滑移網格方法，建立了П型豎軸雙轉子水輪機在浪流聯(lián)合作用下的水動力性能及尾流場數值預報方法。結果表明，П型豎軸雙轉子水輪機的布置型式可以有效地提高單機發(fā)電功率。水輪機在浪流的聯(lián)合作用下，海浪頻率及水輪機運動幅值的增加，會顯著的增加水輪機功率及載荷輸出波動范圍，但對功率、載荷輸出平均值沒有影響。水輪機的尾流場顯示，電站運動幅值的增加不會改變葉片泄渦頻率，僅增加了尾流區(qū)的長度。但海浪頻率的增加會明顯增大葉片泄渦頻率，造成葉輪載荷及功率輸出波動幅值增大，從而降低葉片的疲勞壽命。研究結果可為大功率漂浮式潮流能發(fā)電裝置的開發(fā)利用提供參考和借鑒。