海洋可再生能源水动力学基础

本书分类总结了海洋各项可再生能源水动力学研究过程中需要用到的一些基础理论知识及主要问题，基于专业实际需要，本书限于讨论海洋潮汐能、潮流能、波浪能、温差能及盐差能五个方面的力学知识及问题。

序
前言
公式符号说明
第1章 概述 1
1.1 人类的发展与能源 1
1.2 能源的分类 3
1.3 海洋可再生能源 5
1.3.1 资源分布情况 5
1.3.2 各国能源政策 6
1.4 我国海洋能现状 8
1.4.1 可再生能源政策回顾 9
1.4.2 海洋能发展规划 10
第2章 海洋可再生能源现有技术 13
2.1 潮汐能发电 13
2.2 潮流能发电 14
2.2.1 垂直轴式 15
2.2.2 水平轴式 17
2.2.3 涡激振动式 18
2.3 波浪能发电 18
2.3.1 振荡水柱技术 19
2.3.2 振荡体技术 21
2.3.3 越波式技术 21
2.3.4 其他技术 22
2.4 温差能发电 22
2.4.1 开式循环 23
2.4.2 闭式循环 24
2.4.3 混合式循环 24
2.5 盐差能发电 25
第3章 基本力学理论回顾 27
3.1 连续性方程 27
3.2 势流理论 30
3.2.1 理想流体的无旋运动 30
3.2.2 控制方程 31
3.2.3 定解条件 32
3.2.4 格林函数法 34
3.3 黏性流体力学 37
3.3.1 N-S方程 37
3.3.2 RANS模拟 41
3.3.3 大涡模拟 46
3.3.4 其他 49
3.4 刚体动力学 49
3.5 结构动力学 50
3.5.1 建立系统运动方程的综述性方法 50
3.5.2 线性结构系统的振动分析方法 52
3.5.3 动力响应计算的数值方法 56
3.6 波浪理论 58
3.6.1 线性规则波 59
3.6.2 非线性规则波 62
3.6.3 不规则波浪 64
3.6.4 Morison公式 67
3.7 热力学基础 69
3.7.1 热力学第一定律 69
3.7.2 状态方程 70
3.7.3 比热 70
3.7.4 热力学第二定律 70
3.7.5 性质关系 71
3.7.6 理想气体 71
3.8 试验综述 72
3.8.1 力学相似准则 73
3.8.2 试验场地 74
第4章 潮流能 80
4.1 水轮机相关理论分析 80
4.1.1 一维动量理论 80
4.1.2 理想水轮机叶轮理论 83
4.1.3 动量叶素理论 88
4.2 数值模拟 91
4.2.1 势流方法 91
4.2.2 N-S方程方法 92
4.3 潮流能水轮机组分析 93
4.3.1 理想情况下水轮机流场模型 94
4.3.2 水轮机排布阵列模型 98
4.3.3 水道动力学模型 99
4.3.4 水轮机尾迹及机组的数值模拟 102
第5章 波浪能 106
5.1 波浪能相关理论及数值模拟模型 106
5.1.1 摆式模型 106
5.1.2 振荡水柱模型 108
5.1.3 鸭式模型 110
5.1.4 点吸收式模型 111
5.2 阵列研究 115
第6章 温差能和盐差能 118
6.1 温差能 118
6.1.1 基本概念 118
6.1.2 发电原理 119
6.1.3 温差能设施的环境载荷 126
6.1.4 技术瓶颈 129
6.1.5 工程应用前景 131
6.2 盐差能 131
6.2.1 发电原理 131
6.2.2 工程应用与研究进展 133
第7章 总结与展望 134
参考文献 136