目前波浪能已經(jīng)成為世界上最主要的可利用的可再生能源之一。懸掛擺式波浪能轉換裝置是小型結構。有投資成本低,易于監(jiān)測維修等特點。因而,其極具開發(fā)前景。本文研究懸掛擺板與波浪的相互作用,探索其水動力性能變化的規(guī)律。對于長時間受波浪沖擊的懸掛擺板,擺板易于折損,使用壽命縮減。因而,通過在擺板上設置規(guī)則排列矩形孔洞,達到減少擺板水平力的優(yōu)化作用。首先需要驗證數(shù)值水槽的波浪穩(wěn)定性以及與試驗水槽波浪的擬合度,本文應用STAR-CCM+軟件,建立二維、三維數(shù)值波浪水槽,與物理試驗波浪衰減比進行比對,結果擬合較好。不同波高下,懸掛擺板的擺角數(shù)值模擬計算結果與物理實驗結果進行對比驗證。擺角幅值擬合結果較好,證明數(shù)值模型選擇的合理性,可以滿足實際工程應用。在二維的情況下,研究水室的長度與波長的比的影響,發(fā)現(xiàn)在水室長與波長的比為1/4時,擺板的水平力達到最小值;在變化擺板入水深度與水深的比為1/5時,擺板的擺角達到最大值,水平力最小;在特定波況下,改變擺板的負載阻尼系數(shù),發(fā)現(xiàn)波浪周期為1s時,負載阻尼系數(shù)為0.0098Nmsrad-1時,懸掛擺板的波浪能轉換效率達到最大值21.8%;研究在固定負載狀態(tài)下,波浪... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

振蕩水柱式波浪能利用裝置

波浪：＿?誠八??Ｊ＾１?Ｉ?ＩＩ??圖１．１振蕩水柱式波浪能利用裝置??２、振蕩浮子式波浪能利用裝置??振蕩浮子式波浪能利用裝置的工作原理是浮子隨著波浪的流動上下浮動。浮子是波??浪能開發(fā)利用的主要裝置，在浮子運動過程中活塞泵作為一種轉換裝置，它成功的把浮??子運動產(chǎn)生的機械能轉為液壓能，隨后液壓馬達驅動發(fā)電機做功發(fā)電。其中美國Ｏｃｅａｎ??Ｐｏｗｅｒ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司研發(fā)了一種振蕩浮子式波浪能利用裝置，是軸對稱式雙體升沉??系統(tǒng)，被稱為波能浮筒。它是由一個片形浮體和一個圓柱組成。在該裝置工作時，片形??浮體相對于圓柱浮體做垂蕩運動，使波浪能轉換為液壓能，而后驅動液壓系統(tǒng)進行能量??轉換［４］。該裝置的缺點是：首先該裝置的抗波浪沖擊的性能較差，而且該裝置的水動力??性能是不穩(wěn)定的，很難達到較高水平。由于裝置前面的反射波很大，裝置背后的波浪也??很大，難以達到較高的轉換效率。??

波浪：＿?誠八??Ｊ＾１?Ｉ?ＩＩ??圖１．１振蕩水柱式波浪能利用裝置??２、振蕩浮子式波浪能利用裝置??振蕩浮子式波浪能利用裝置的工作原理是浮子隨著波浪的流動上下浮動。浮子是波??浪能開發(fā)利用的主要裝置，在浮子運動過程中活塞泵作為一種轉換裝置，它成功的把浮??子運動產(chǎn)生的機械能轉為液壓能，隨后液壓馬達驅動發(fā)電機做功發(fā)電。其中美國Ｏｃｅａｎ??Ｐｏｗｅｒ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司研發(fā)了一種振蕩浮子式波浪能利用裝置，是軸對稱式雙體升沉??系統(tǒng)，被稱為波能浮筒。它是由一個片形浮體和一個圓柱組成。在該裝置工作時，片形??浮體相對于圓柱浮體做垂蕩運動，使波浪能轉換為液壓能，而后驅動液壓系統(tǒng)進行能量??轉換［４］。該裝置的缺點是：首先該裝置的抗波浪沖擊的性能較差，而且該裝置的水動力??性能是不穩(wěn)定的，很難達到較高水平。由于裝置前面的反射波很大，裝置背后的波浪也??很大，難以達到較高的轉換效率。??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]浮力擺式波浪能發(fā)電裝置時域研究[J]. 李松劍,潘衛(wèi)明,劉靖飆,李威,蔡勇,楊欣.  太陽能學報. 2017(02)
[2]擺動葉片式波浪能發(fā)電裝置的水動力性能分析[J]. 張興,李國富,吳林杰,張強,王正才.  水資源與水工程學報. 2017(01)
[3]新型透空式防波堤消浪性能研究[J]. 趙軍.  中國水運(下半月). 2017(02)
[4]波浪能捕獲及發(fā)電裝置研究進展與技術分析[J]. 鄂世舉,金建華,曹建波,郭壯,任鈺雪,夏文俊,蔡建程,朱喜林.  機電工程. 2016(12)
[5]底鉸擺式波浪能轉換裝置實驗研究[J]. 邱守強,王冬姣,葉家瑋,梁富琳,蘇成.  中國海洋大學學報(自然科學版). 2017(05)
[6]防波堤中波浪能利用裝置的研究[J]. 劉加利,王廣業(yè),孫在松.  科技創(chuàng)新與應用. 2016(32)
[7]懸掛擺式波能發(fā)電裝置聚波口的優(yōu)化設計[J]. 訚耀保,張陽.  中國工程機械學報. 2016(05)
[8]浮力擺式波浪能發(fā)電裝置結構設計與強度優(yōu)化[J]. 李蒙,李雪臨,王兵振,段云棋.  海洋技術學報. 2016(05)
[9]浮力擺式波浪能發(fā)電裝置水動力性能優(yōu)化研究[J]. 李雪臨,王項南,王兵振,張中華,李蒙,黃勇,夏增艷.  太陽能學報. 2016(05)
[10]波浪水槽中Stokes五階波的數(shù)值生成[J]. 李邦華,鄭向遠,李煒,榮維棟.  武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2016(02)

博士論文
[1]波浪與海流作用下跨海大橋下部結構受力特性研究[D]. 黃雯.華中科技大學 2016
[2]擺式波能轉換裝置研究[D]. 邱守強.華南理工大學 2013
[3]振蕩浮子式波浪發(fā)電裝置的水動力學特性研究[D]. 馬哲.中國海洋大學 2013
[4]浮力擺式波浪能裝置的水動力性能研究[D]. 趙海濤.浙江大學 2012
[5]浮力擺式波浪能發(fā)電裝置關鍵技術研究[D]. 張大海.浙江大學 2011

碩士論文
[1]浮力擺式波浪能轉化裝置的數(shù)值模擬[D]. 張宇.華北電力大學 2015
[2]黑龍江省生物質能產(chǎn)業(yè)競爭力提升研究[D]. 趙越.哈爾濱商業(yè)大學 2014
[3]內部擺式波能轉換裝置水動力性能的數(shù)值研究[D]. 黃一凡.大連理工大學 2014
[4]擺板式波浪能利用裝置的動力特性模擬研究[D]. 孫啟超.山東大學 2014
[5]振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置浮子的水動力學仿真[D]. 孫玉健.中國海洋大學 2013
[6]擺式波能轉換裝置水動力特性的數(shù)值分析[D]. 陳文.大連理工大學 2012
[7]浮力擺式波浪能發(fā)電裝置仿真與實驗研究[D]. 黃煒.浙江大學 2012
[8]基于擺式波能轉換裝置直接進行海水淡化的研究[D]. 林潤生.華南理工大學 2010
[9]波浪與擺式發(fā)電裝置相互作用的數(shù)值模擬研究[D]. 田育豐.天津大學 2010
[10]波浪發(fā)電裝置波能轉換效率數(shù)值模擬研究[D]. 王彥龍.天津大學 2009



本文編號：2968719