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波浪能的特性是超低速往复运动,这是波浪能向电力高效转换的难点。近年来,随着人们对海洋能可再生能源开发利用的日益重视,研究适合波浪能转换的发电新技术成为海洋能开发利用领域的研究热点。利用液态金属在波浪力的作用下产生的往复运动切割磁力线,从而产生感生电动势,可实现波浪能到电能的直接转换,是一种高效、高可靠、低成本的波浪能发电新技术。对液态金属磁流体(LiquidMetalMagnetohydrodynamics,LMMHD)发电机的研究将是该项新技术应用的关键。
本论文围绕LMMHD发电机内部的磁流体效应、磁流体动力学特性及其对发电机输出性能的影响等基础问题进行研究,为该项技术在波浪能发电及相关领域的应用提供理论依据和技术支持。
论文研究的主要内容包括:全面系统的介绍LMMHD发电机的国内外研究现状。在对LMMHD波浪能发电原理性机样进行三维数值分析的基础上,深入研究了LMMHD发电机的流动特性和端部效应,建立了计及端部效应的LMMHD发电机等效电路模型,研究了负载系数和来流速度对发电机输出特性的影响。研究发现绝缘板有效地减少了漏电电流,同时得到了与负载系数和来流速度相关的系统输出特性;仿真结果与实验数据进行对比,验证了三维仿真方法的正确性。