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。