Nghiên cứu thực nghiệm về tác động của sóng bề mặt lên hai turbine thuỷ triều tương tác

Journal of Marine Science and Technology - Tập 28 Số 2 - Trang 387-398 - 2023
Watanabe, Seiya1, Kamra, Mohamed M.1, Hu, Changhong1
1Research Institute for Applied Mechanics, Kyushu University, Kasuga, Japan

Tóm tắt

Sự phát triển của các trang trại turbine thuỷ triều đòi hỏi phải hiểu rõ những tác động của sóng mặt tự do và sự tương tác giữa các turbine. Mục tiêu của bài báo này là nghiên cứu tác động của sóng bề mặt đến hiệu suất của hai turbine thuỷ triều được lắp đặt theo trục với dòng chảy. Các thí nghiệm mô hình quy mô lớn với và không có sóng định kỳ được thực hiện trên hai turbine thuỷ triều trục ngang trong một bể kéo. Sóng định kỳ không có tác động đến hiệu suất trung bình theo thời gian nhưng gây ra dao động chu kỳ trong mô-men xoắn của rotor cho turbine phía trước không bị ảnh hưởng bởi vòng nước của các turbine khác. Sóng làm cải thiện hiệu suất của turbine phía sau một cách khiêm tốn, và biên độ dao động mô-men xoắn thường thấp hơn so với turbine phía trước. Một so sánh giữa năm tình huống sóng với các độ cao và chu kỳ sóng khác nhau cũng được khám phá. Kết quả cho thấy khi độ cao và chu kỳ sóng tăng lên, phạm vi dao động mô-men xoắn cũng tăng theo.

Từ khóa

#turbine thuỷ triều #sóng bề mặt #mô-men xoắn #hiệu suất #thí nghiệm mô hình

Tài liệu tham khảo

citation_journal_title=Energy Convers Manag; citation_title=Tidal stream energy impacts on estuarine circulation; citation_author=V Ramos, R Carballo, M Sanchez, M Veigas, G Iglesias; citation_volume=80; citation_publication_date=2014; citation_pages=137-149; citation_doi=10.1016/j.enconman.2014.01.027; citation_id=CR1 citation_journal_title=Renew Energy; citation_title=Assessment of array shape of tidal stream turbines on hydro-environmental impacts and power output; citation_author=R Ahmadian, RA Falconer; citation_volume=44; citation_issue=2012; citation_publication_date=2012; citation_pages=318-327; citation_doi=10.1016/j.renene.2012.01.106; citation_id=CR2 citation_journal_title=Int J Mar Energy; citation_title=Ocean energy development in Europe: Current status and future perspectives; citation_author=D Magagna, A Uihlein; citation_volume=11; citation_publication_date=2015; citation_pages=84-104; citation_doi=10.1016/j.ijome.2015.05.001; citation_id=CR3 citation_journal_title=Energy Convers Manag; citation_title=Tidal stream energy as a potential continuous power producer: a case study for West Japan; citation_author=PG Novo, Y Kyozuka; citation_volume=245; citation_issue=July; citation_publication_date=2021; citation_doi=10.1016/j.enconman.2021.114533; citation_id=CR4 citation_journal_title=Renew Energy; citation_title=Experimental study of the turbulence intensity effects on marine current turbines behaviour. Part I : one single turbine; citation_author=P Mycek, B Gaurier, G Germain, G Pinon, E Rivoalen; citation_volume=66; citation_publication_date=2014; citation_pages=729-746; citation_doi=10.1016/j.renene.2013.12.036; citation_id=CR5 citation_journal_title=Renew Energy; citation_title=The impact of turbulence and turbine operating condition on the wakes of tidal turbines; citation_author=T Ebdon, MJ Allmark, DMO Doherty, A Mason-jones, TO Doherty, G Germain, B Gaurier; citation_volume=165; citation_publication_date=2021; citation_pages=96-116; citation_doi=10.1016/j.renene.2020.11.065; citation_id=CR6 citation_journal_title=J Fluids Struct; citation_title=Variation of loads on a three-bladed horizontal axis tidal turbine with frequency and blade position; citation_author=GS Payne, T Stallard, R Martinez, T Bruce; citation_volume=83; citation_issue=2018; citation_publication_date=2019; citation_pages=156-170; citation_doi=10.1016/j.jfluidstructs.2018.08.010; citation_id=CR7 citation_journal_title=Ocean Eng; citation_title=The effects of oblique waves and currents on the loadings and performance of tidal turbines; citation_author=R Martinez, GS Payne, T Bruce; citation_volume=164; citation_issue=May; citation_publication_date=2018; citation_pages=55-64; citation_doi=10.1016/j.oceaneng.2018.05.057; citation_id=CR8 citation_journal_title=Ocean Eng; citation_title=The surface wave effects on the performance and the loading of a tidal turbine; citation_author=X Guo, J Yang, Z Gao, T Moan, H Lu; citation_volume=156; citation_issue=February; citation_publication_date=2018; citation_pages=120-134; citation_doi=10.1016/j.oceaneng.2018.02.033; citation_id=CR9 citation_journal_title=Renew Energy; citation_title=The effect of surface waves on the performance characteristics of a model tidal turbine; citation_author=L Luznik, KA Flack, EE Lust, K Taylor; citation_volume=58; citation_publication_date=2013; citation_pages=108-114; citation_doi=10.1016/j.renene.2013.02.022; citation_id=CR10 citation_journal_title=Energies; citation_title=Analysis of a horizontal-axis tidal turbine performance in the presence of regular and irregular waves using two control strategies; citation_author=S Ordonez-sanchez, M Allmark, K Porter, R Ellis, C Lloyd, I Santic, TO Doherty, C Johnstone; citation_volume=12; citation_issue=3; citation_publication_date=2019; citation_pages=367; citation_doi=10.3390/en12030367; citation_id=CR11 citation_journal_title=J Fluids Struct; citation_title=An experimental investigation into non-linear wave loading on horizontal axis tidal turbines; citation_author=S Draycott, G Payne, J Steynor, A Nambiar, B Sellar, V Venugopal; citation_volume=84; citation_publication_date=2019; citation_pages=199-217; citation_doi=10.1016/j.jfluidstructs.2018.11.004; citation_id=CR12 citation_journal_title=J Ocean Eng Mar Energy; citation_title=Experimental assessment of tidal turbine loading from irregular waves over a tidal cycle; citation_author=S Draycott, J Steynor, A Nambiar, B Sellar, V Venugopal; citation_volume=5; citation_issue=2; citation_publication_date=2019; citation_pages=173-187; citation_doi=10.1007/s40722-019-00136-9; citation_id=CR13 citation_journal_title=Appl Energy; citation_title=The influence of waves propagating with the current on the wake of a tidal stream turbine; citation_author=Y Zhang, W Zang, J Zheng, L Cappietti, J Zhang; citation_volume=290; citation_issue=February; citation_publication_date=2021; citation_doi=10.1016/j.apenergy.2021.116729; citation_id=CR14 citation_journal_title=Renew Energy; citation_title=Experimental study of the turbulence intensity effects on marine current turbines behaviour. Part II : two interacting turbines; citation_author=P Mycek, B Gaurier, G Germain, G Pinon, E Rivoalen; citation_volume=68; citation_publication_date=2014; citation_pages=876-892; citation_doi=10.1016/j.renene.2013.12.048; citation_id=CR15 citation_journal_title=Renew Energy; citation_title=Three tidal turbines in interaction : an experimental study of turbulence intensity effects on wakes and turbine performance; citation_author=B Gaurier, C Carlier, G Germain, G Pinon, E Rivoalen; citation_volume=148; citation_publication_date=2020; citation_pages=1150-1164; citation_doi=10.1016/j.renene.2019.10.006; citation_id=CR16 citation_journal_title=Philos Trans Royal Soc A Math Phys Eng Sci; citation_title=Interactions between tidal turbine wakes: experimental study of a group of three-bladed rotors; citation_author=T Stallard, R Collings, T Feng, J Whelan; citation_volume=371; citation_issue=1985; citation_publication_date=2013; citation_pages=20120159; citation_doi=10.1098/rsta.2012.0159; citation_id=CR17 citation_journal_title=Renew Energy; citation_title=Experimental study of wake characteristics in tidal turbine arrays; citation_author=M Nuernberg, L Tao; citation_volume=127; citation_issue=2018; citation_publication_date=2020; citation_pages=168-181; citation_doi=10.1016/j.renene.2018.04.053; citation_id=CR18