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目前世界各国对于海洋能的利用越来越重视,而波浪能是海洋能利用的重要组成部分。波浪能具有独特优势:能量密度高,不占用耕地,波浪经过较远距离的传输但是能量几乎不衰减。波浪能的储量丰富,研究表明,欧洲附近的大西洋东北部波浪能储量约为290GW,中国的波浪能储量大约为128.5GW。
振荡浮子式磁流体波浪能发电系统是一种新型的波浪能发电技术,它主要利用振荡浮子吸收波浪能,液态金属磁流体发电机将波浪能转换成电能,整个系统垂直布置在海水中。由于波浪低速、推力大、往复运动的特点,该系统中的液态金属的阻力特性与波浪的运动特性耦合良好,克服了传统波浪能发电系统需要中间转换系统的弊端,提高了系统的转换效率。在能源日益紧缺的情况下,其研究具有重要意义。
本文首先通过三维数值模拟,重点分析了交流(非稳态)运行状况下,液态金属磁流体发电机内部流场特性以及输出特性随时间的变化。并与直流(稳态)情况对比,通过实验验证交流模型的正确性。然后,通过对双通道液态金属磁流体发电机的三维数值模拟,分析研究了由于加工制造过程中可能存在的结构参数的差异对双通道液态金属磁流体发电机的输出特性的影响。最后阐述了振荡浮子式液态金属磁流体发电系统的基本原理,建立了系统的物理模型和数学模型,并对系统整体性能进行仿真分析。