發(fā)布時間：2021-08-19 08:00

　　鑒于防波堤-波浪能裝置集成系統(tǒng)可實現(xiàn)海工結(jié)構(gòu)的多功能化和空間共享,且能夠有效降低工程造價,因此具有良好的應(yīng)用前景。本文對浮式防波堤-波浪能發(fā)電裝置集成系統(tǒng)的水動力特性和能量輸出特性開展深入系統(tǒng)的研究,探索其消浪和波能俘獲機理,為新型浮式防波堤-波浪能裝置集成系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。本文首先對單浮筒式浮防波堤-波浪能裝置集成系統(tǒng)的水動力特性和能量輸出特性開展了理論分析和試驗研究�；诰�性勢流理論采用匹配特征函數(shù)方法建立了針對單浮筒系統(tǒng)的解析分析模型,探討浮筒的吃水、寬度和能量輸出（power take-off,PTO）阻尼對該集成系統(tǒng)的反射系數(shù)、透射系數(shù)、俘獲寬度比和運動響應(yīng)幅值的影響。研究結(jié)果表明在一定的頻率范圍內(nèi),最優(yōu)PTO阻尼的加入不僅改進傳統(tǒng)浮式防波堤的消浪性能,而且具有有效的俘獲寬度比,即該集成系統(tǒng)可同時滿足有效的波能利用功能和防波堤功能。采用磁粉制動器和扭矩功率傳感器作為PTO系統(tǒng)對該集成系統(tǒng)開展試驗研究。研究結(jié)果表明隨著PTO阻尼力的增加,俘獲寬度比呈上拋物線變化趨勢;透射系數(shù)在低頻區(qū)呈減小趨勢,而在高頻區(qū)略呈增加趨勢。在實驗室條件下證明了單浮筒式集成系統(tǒng)的透射系數(shù)Kt和俘獲寬... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：164 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２中國海域近２３年平均的３－５月（ａ）、６－８月（ｂ）、９－１１月（ｃ）及１２－２月（ｄ）期間波??

－〇?３０?５０?７０?Ｑ０??圖１．１?１９５７－２００２年全球海域的年平均波浪能流密度［１］??Ｆｉｇ．?１．１?Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ?ｏｆ?ａｎｎｕａｌ?ａｖｅｒａｇｅ?ｗａｖｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｇｌｏｂａｌ?ｏｃｅａｎ?ａｔ??１９５７－２００２［１］??＾?９７８?Ｉ０７６?Ｕ７Ｃ?Ｉ２７ＣＥ?＃９７＂?１０７°?１１７。?１２７＾．?＾＾９７°?！０７ｃ?Ｉｌｆ?�。玻罚澹�?１０７°?＼＼Ｔ?１２７ＳＥ??＾?！３ｉ：Ｉ：：：?３??圖１．２中國海域近２３年平均的３－５月（ａ）、６－８月（ｂ）、９－１１月（ｃ）及１２－２月（ｄ）期間波??浪能流密度（單位：ｋＷ／ｍ）ｔ３］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｗａｖｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｏｆ?Ｃｈｉｎａ?ｓｅａ?ａｒｅａ?ａｔ?Ｍａｒｃｈ－Ｍａｙ?（ａ），?Ｊｕｎｅ－Ａｕｇｕｓｔ?（ｂ），??Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ－Ｎｏｖｅｍｂｅｒ?（ｃ）?ａｎｄ?Ｄｅｃｅｍｂｅｒ－?Ｆｅｂｒｕａｒｙ?（ｄ）?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｌａｓｔ?２３?ｙｅａｒｓ?（ｕｎｉｔ：?ｋＷ／ｍ）?＾??近年來，隨著我國港口建設(shè)的發(fā)展以及對海洋開發(fā)的高度重視，綠色港口的建設(shè)及??偏遠島嶼的開發(fā)和建設(shè)在這個時期顯得尤為重要。在港口建設(shè)方面，如果有效的開發(fā)利??用沿海的波浪能資源并為港口工程供給電力，可以大大減小港口工程能源消耗對化石能??源的依賴，進而解決能源結(jié)構(gòu)單一的問題，促進綠色港口的建設(shè)［４］。對于偏遠島嶼的建??設(shè)亦是如此

行了深入的研究［２５］，研究結(jié)果表明通過將ＯＷＣ裝置集成于沉箱防波堤，防波堤的反射??系數(shù)有所降低，且穩(wěn)定性明顯增強。日本Ｓａｋａｔａ港于１９８９年夏建成了裝機功率為６０?ｋＷ??的ＯＷＣ波能裝置－沉箱防波堤系統(tǒng)，并于１９８９年冬天開始發(fā)電運行（結(jié)構(gòu)形式如圖１．３??所示）＾１，ＯＷＣ波能裝置和沉箱防波堤的集成應(yīng)用可以提高主體結(jié)構(gòu)（沉箱防波堤）的穩(wěn)??定性并實現(xiàn)波能轉(zhuǎn)換，二者可實現(xiàn)成本共享，節(jié)省工程造價，這有效的推進波能裝置的??工程化應(yīng)用。??ｉｓｘ．＇ｓｊ＆＇ｓｓｍ．?ｆ?廣．．－Ｋ??＾?ｌ?／?；０＜＾?－??圖１．４?Ｍｕｔｒｉｋｕ波能發(fā)電裝置（ＯＷＣ－沉箱結(jié)構(gòu)）的截面圖（左）和平面圖（右ｐｉ??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｈｅ?ｓｅｃｔｉｏｎ?ｖｉｅｗ?（ｌｅｆｔ）?ａｎｄ?ｐｌａｎ?ｖｉｅｗ?（ｒｉｇｈｔ）?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｍｕｔｒｉｋｕ?ｗａｖｅ?ｐｏｗｅｒ?ｐｌａｎｔ??（ＯＷＣ－ｃａｓｓｉｏｉｎ?ｓｙｓｔｅｍ）?［２７］??印度Ｖｉｚｈｉｎｊａｍ于１９９１年也建成了裝機功率為１５０ｋＷ的沉箱式ＯＷＣ裝置［２６］，該??裝置的建設(shè)目的主要測試不同發(fā)電渦輪機的發(fā)電效率。２００９年，在西班牙的Ｍｕｔｒｉｋｕ建??成了全尺度ＯＷＣ－沉箱防波堤集成系統(tǒng)（如圖１．４）［２７］，該全尺度裝置共包括１６個沉箱，??總長度為ｌ〇〇ｍ，據(jù)估計該全尺度裝置年發(fā)電量為６００，０００?ｋＷ＊ｈ。Ｂｏｃｃｏｔｔｉ于１９９８年公??開了一種新型的潛式的具有沉箱結(jié)構(gòu)形式的ｏｗｅ波能裝置（如圖１．５）［２８］，該裝置既具有??海岸防護功能

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]雙圓筒沉箱兼作波能發(fā)電裝置的試驗研究[D]. 陳帆.大連理工大學(xué) 2016
[2]我國綠色港口發(fā)展研究[D]. 王同帥.大連海事大學(xué) 2014
[3]帶收縮水道的沉箱防波堤兼owc裝置結(jié)構(gòu)形式的研究[D]. 秦輝.大連理工大學(xué) 2013



本文編號：3351033