海流叶轮对自发电水下系留平台运动与噪声性能影响机理研究

基本信息
批准号:51809214
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:田文龙
学科分类:
依托单位:西北工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:施瑶,丁文俊,刘晓栋,王伟,易娱月,曹旭
关键词:
性能预报水下系留平台运动性能海流能噪声性能
结项摘要

The self-powered underwater mooring platform (SPUMP) based on ocean current energy can effectively solve the problem of energy supply for long time continuous underwater operation. However, the unsteady hydrodynamics, turbulence and cavitation generated by the hydrokinetic turbines (HT) can significantly the motion stability and the noise of the SPUMP. Considering this problem, this project intends to study the effects of the HT on the dynamic and hydroacoustic performance of the SPUMP using a combined numerical and experimental method. A multi-body hydrodynamic coupling model (MBHCM) and a numerical hydroacoustic noise prediction method (HNPM) for the SPUMP are established, based on these methods, the influence mechanisms of the HT on the dynamic and hydroacoustic performance of the SPUMP are revealed. A towing-tank test method for the measurements of the dynamic and hydroacoustic characteristics of the SPUMP is established. The experimental tests will help to evaluate and correct the MBHCM and the HNPM, and the design and installation criteria of smal-disturbance and low-noise HTs will be proposed. The research results of this project will provide numerical and experimental methods for the study of motion and noise performance of the SPUMP, and will also provide theoretical basis and technical support for further development of SPUMP prototypes.

基于海流能的自发电水下系留平台可有效解决平台长时间水下连续工作的能源补给问题,但海流叶轮旋转产生的非定常流体动力、湍流和空化对水下系留平台的锚泊稳定性和低噪性影响很大。针对该问题,本项目拟采用数值模拟和试验测试相结合的方法,开展海流叶轮对自发电水下系留平台运动与噪声性能影响机理研究。提出自发电水下系留平台的多体流体动力耦合数学模型和噪声性能数值预报方法,揭示海流叶轮与水下系留平台的耦合流场特性、海流叶轮对水下系留平台运动性能和噪声性能的影响规律和作用机理;提出水下系留平台运动和噪声性能试验测试方法,评价和修正多体流体动力耦合数学模型和噪声性能数值预报模型,确定海流叶轮的小扰动、低噪声设计与安装准则。通过本项目的研究,为自发电水下系留平台运动和噪声性能的研究提供数值模拟方法和试验测试方法,为进一步实现自发电水下系留平台工程化提供理论基础和技术支撑。

项目摘要

自发电水下系留平台利用海流能为自身供电,可有效解决平台长时间水下连续工作的能源补给问题,但海流叶轮旋转产生的非定常流体动力、湍流和空化对水下系留平台的锚泊稳定性和低噪性影响很大。针对该问题,本项目采用数值模拟和试验测试相结合的方法,开展了海流叶轮对自发电水下系留平台运动与噪声性能影响机理研究,建立了自发电水下系留平台的流体模型和噪声性能数值预报方法,完成了海流能叶轮拖曳水池测试,揭示了海流叶轮与水下系留平台的流场特性以及海流叶轮对水下系留平台运动性能和噪声性能的影响规律。通过本项目的研究,为自发电水下系留平台运动和噪声性能的研究提供数值模拟方法和试验测试方法,为进一步实现自发电水下系留平台工程化提供理论基础和技术支撑。在本项目研究成果在国内外期刊上已发表论文12篇(SCI收录8篇)、发表国际会议论文5篇,受理、授权国家发明专利5项,培养硕士研究生4人。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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