本文關鍵詞：多點陣列式波浪能發(fā)電裝置的水動力分析與優(yōu)化

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【摘要】：我國海域面積廣闊,相關海洋能資源領域研究處于起步階段,進一步開發(fā)利用海洋能資源對目前提倡的節(jié)能環(huán)�？沙掷m(xù)發(fā)展型社會具有重要意義。海洋波浪能屬于海洋能的一種,它分布廣泛、能流密度大,具有很大的發(fā)展空間。本文介紹了一些國內外現有的海洋波浪能利用技術和裝置,結合具體的海洋環(huán)境,提出了一種多點陣列式波浪能發(fā)電裝置。該裝置采用點吸收式波浪能采集方式,裝置主體位于海面以上,有較好的抗腐蝕性能和采集效率,在裝置設計方案的基礎上,結合理論知識,對裝置進行數值模擬和仿真分析,比較了不同參數下的數值模擬分析結果,并搭建了模型實驗平臺,對比了實驗結果與仿真數據,對裝置進行了優(yōu)化設計,主要研究內容為:(1)根據設計思路,采用點吸收式波浪能采集方式、通過振蕩浮子陣列來提高整個裝置的發(fā)電效率、通過液壓系統轉化和傳遞波浪能量。完成了多點陣列式波浪能發(fā)電裝置的方案設計,提出裝置中一些需要研究的問題。(2)結合裝置的設計圖紙,建立了裝置的數值仿真模型,并根據波浪理論和裝置將要安裝的海洋區(qū)域的海洋環(huán)境,在ANSYS AQWA軟件中進行了波浪水動力仿真計算的環(huán)境參數設置。(3)介紹了單個振蕩浮子的運動模型,介紹了振蕩浮子受力分析的相關理論。對比了單個振蕩浮子模型不同物理幾何參數下的仿真計算數據,得出了振蕩浮子頻域響應運動的特點。(4)介紹了時域分析法的基本原理,對整個振蕩浮子陣列在不同排布方式中進行仿真計算,對比了各種排列方式下的各振蕩浮子的時域運動響應特性,分析了振蕩浮子之間在波浪傳遞方向上的相互影響。(5)基于相似理論設計了實驗模型的基本尺寸,并在造波水槽中搭建了波浪能發(fā)電振蕩浮子陣列的模型實驗平臺,通過造波機模擬單向規(guī)則波浪,分析了輸出轉矩和輸出軸的轉速的數據結果比較了不同振蕩浮子形狀、不同振蕩浮子個數、不同振蕩浮子間距下振蕩浮子陣列的運動響應特點。
【關鍵詞】：波浪能 多點陣列式 水動力分析 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：集美大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM612;P743.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 海洋能的研究背景與意義10-11
• 1.2 海洋波浪能的資源分布11-13
• 1.3 國內外研究現狀與分析13-17
• 1.3.1 早期波浪能發(fā)電技術的發(fā)展13
• 1.3.2 波浪能發(fā)電裝置的分類方法13-14
• 1.3.3 點吸收式波浪能發(fā)電技術的理論研究14-15
• 1.3.4 點吸收式波浪能發(fā)電技術的試驗研究15-17
• 1.4 點吸收式波浪能發(fā)電技術面臨的問題與發(fā)展趨勢17-18
• 1.5 本文研究的主要內容18-20
• 1.5.1 研究內容18-19
• 1.5.2 研究內容的創(chuàng)新點19-20
• 第2章 裝置的結構原理和數值建模理論基礎20-28
• 2.1 裝置結構與海域情況20-23
• 2.1.1 裝置的基本介紹20-22
• 2.1.2 裝置預建造地點的海域環(huán)境22-23
• 2.2 裝置仿真分析的相關理論23-27
• 2.2.1 波浪理論及振蕩浮子受力分析方法23-25
• 2.2.2 有限單元法25
• 2.2.3 水動力仿真計算軟件AQWA簡介25-27
• 2.3 本章小結27-28
• 第3章 單個振蕩浮子的頻域分析28-37
• 3.1 單個振蕩浮子波浪中運動的機械原理28-29
• 3.2 頻域分析法29
• 3.3 單個振蕩浮子的仿真分析29-36
• 3.3.1 模型建立及環(huán)境參數設置29-30
• 3.3.2 圓柱形振蕩浮子與球形振蕩浮子的對比30-31
• 3.3.3 不同物理參數圓柱形振蕩浮子的比較31-36
• 3.4 本章小結36-37
• 第4章 振蕩浮子陣列的時域分析37-43
• 4.1 三維時域分析理論37-38
• 4.2 振蕩浮子陣列的時域響應分析38-42
• 4.2.1 仿真模型建立39-40
• 4.2.2 振蕩浮子排列方式對振蕩浮子陣列運動狀態(tài)的影響40
• 4.2.3 波向對振蕩浮子陣列運動狀態(tài)的影響40-41
• 4.2.4 振蕩浮子間距對振蕩浮子陣列運動狀態(tài)的影響41-42
• 4.3 本章小結42-43
• 第5章 模型實驗及結果分析43-54
• 5.1 實驗目的43
• 5.2 實驗設備43-45
• 5.3 模型實驗臺搭建45-50
• 5.3.1 模型的基本結構和機械原理45-46
• 5.3.2 相似理論46-47
• 5.3.3 模型參數設置47-49
• 5.3.4 模型實驗對比組的設定和造波參數設置49-50
• 5.4 實驗結果分析50-53
• 5.5 本章小結53-54
• 第6章 結論與展望54-56
• 6.1 論文總結54-55
• 6.2 研究展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-59
• 在學期間的學術成果59

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前4條

1 蔡男;王世明;;波浪能利用的發(fā)展與前景[J];國土與自然資源研究;2012年06期

2 顧明浩;譚祺;石世寧;，

本文編號：697495