發(fā)布時(shí)間：2020-06-27 03:13

【摘要】：在能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和人口等多方壓力及影響下，探尋和發(fā)展新能源的開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。在眾多新能源中，占地球表面近71%的海洋所蘊(yùn)含的大量海洋能尤其引人關(guān)注，其中波浪能由于具有分布廣泛、能流密度高、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，至今仍是實(shí)用化與商業(yè)化程度最高的海洋可再生能源之一。 波浪能發(fā)電裝置形式多樣，但可靠性、穩(wěn)定性和安全性一直是限制波浪能發(fā)電裝置發(fā)展的瓶頸。從國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)上看，以振蕩浮子為能量攝取機(jī)構(gòu)、機(jī)械液壓為能量傳遞模式的第三代裝置已經(jīng)成為波浪能開(kāi)發(fā)的主流和熱點(diǎn)。 本文提出了一種符合我國(guó)波浪能資源特點(diǎn)的振蕩浮子波能發(fā)電裝置，該裝置的核心是依靠振蕩浮子的運(yùn)動(dòng)捕能。將波浪能轉(zhuǎn)化為浮子振動(dòng)的機(jī)械能是該裝置能量轉(zhuǎn)換的第一步，直接決定裝置的能量轉(zhuǎn)換效率。本文遴選出了影響浮子捕能效率的因素并對(duì)裝置浮子進(jìn)行了優(yōu)化，主要研究工作包括： 1）從浮子選型的理論分析入手，針對(duì)規(guī)則的圓柱形振蕩浮子運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了基于勢(shì)函數(shù)理論和牛頓第二定律的理論分析，對(duì)比了兩種解法的理論基礎(chǔ)及結(jié)果的異同，得到兩種解法可以互作驗(yàn)證和參考的結(jié)論；進(jìn)而對(duì)圓錐形振蕩浮子和球形振蕩浮子進(jìn)行了基于牛頓第二定律的理論分析，得到在同樣波浪條件及靜水面圓截面面積相等的情況下，圓錐形浮子捕能效率最優(yōu)的結(jié)論； 2）用AQWA軟件對(duì)以上理論分析中不同型式的振蕩浮子隨波運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，驗(yàn)證了理論分析的結(jié)果，為此類波浪發(fā)電裝置振蕩浮子初步選型提供依據(jù)； 3）繼續(xù)用AQWA軟件對(duì)不同尺寸、不同吃水深度及不同波浪條件下的圓錐形浮子的垂蕩運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，對(duì)浮體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)； 4）將理論分析和數(shù)值模擬的結(jié)果與圓柱形浮子的規(guī)則波物理模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，并分析產(chǎn)生差異的原因，通過(guò)代入經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的方法對(duì)其進(jìn)行了擬合。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM61;P743.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2731257