海洋波浪能的研究在過去幾十年的時(shí)間里取得了顯著的進(jìn)步,世界各國對(duì)其進(jìn)行了大量的研究,研制出多種波能轉(zhuǎn)換裝置,有些已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)。本文研究的擺式波能發(fā)電裝置是利用一個(gè)水室聚波形成立波,懸掛其內(nèi)的擺板做吸能載體隨波浪運(yùn)動(dòng)而前后擺動(dòng),擺板的擺動(dòng)帶動(dòng)液壓泵,驅(qū)使發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單、效率較高、安全性好。在國內(nèi)已經(jīng)建有該形式的發(fā)電裝置。本文利用大型有限元計(jì)算軟件ADINA,對(duì)擺式波能發(fā)電裝置進(jìn)行了流固耦合數(shù)值模擬分析,為其設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。主要從以下幾個(gè)方面展開工作:首先,在不規(guī)則波浪水槽中進(jìn)行擺式波能發(fā)電裝置的物理模型試驗(yàn)研究,變化不同的波況條件和負(fù)載,觀察擺板的轉(zhuǎn)動(dòng),并測得計(jì)算輸出功率和波能轉(zhuǎn)換效率所需的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。其次,在ADINA中構(gòu)建二維數(shù)值波浪水槽。在此基礎(chǔ)上,考慮波浪推動(dòng)擺板運(yùn)動(dòng),反過來擺板運(yùn)動(dòng)又會(huì)對(duì)波浪的運(yùn)動(dòng)形式產(chǎn)生影響,兩者的相互作用機(jī)理比較復(fù)雜,因此,利用ADINA的流固耦合計(jì)算功能,建立擺式波能發(fā)電裝置的數(shù)值模型,并利用物理模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。計(jì)算結(jié)果與物理模型試驗(yàn)吻合較好,可以到達(dá)計(jì)算所需精度。最后,基于ALE理論,對(duì)擺式波能發(fā)電裝置的流固耦合系... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

全球波能分布示意圖

裝置可靠性。所以 Salter 點(diǎn)頭鴨沒有得到廣泛推廣。圖 1-2 點(diǎn)頭鴨式發(fā)電裝置置Ocean Power Delivery Ltd）于 1998 年 1是漂浮式的、由若干個(gè)圓柱形鋼殼結(jié)構(gòu)進(jìn)而轉(zhuǎn)換成電能的波能裝置，如圖 1-3 所火力發(fā)電相當(dāng)穩(wěn)定度的電力[13]。英國海kW 海蛇號(hào)波力發(fā)電裝置的項(xiàng)目。裝置的該公司還和加拿大的 BC Hydro 公司簽訂波力發(fā)電裝置的備忘錄。裝置用波面筏作為波能轉(zhuǎn)換裝置的方法。這些裝置置于每一鉸鏈處，波浪的運(yùn)動(dòng)引起波液力活塞并輸出機(jī)械能，如圖 1-4 所示。是最簡單的一種波面筏式波能裝置，研究

圖 1-3 英國海蛇號(hào)波力發(fā)電站 圖 1-4 波面筏波能轉(zhuǎn)換裝置四、振蕩浮子式波能轉(zhuǎn)換裝置振蕩浮子式裝置是在振蕩水柱式裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的波能發(fā)電裝置，它用一個(gè)放在港中的浮子作為波浪能的吸收載體，然后將浮子吸收的能量通過一個(gè)放在岸上的機(jī)械或液壓裝置轉(zhuǎn)換出去，用來驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電。它由浮子、連桿、液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)和保護(hù)裝置等幾部分組成，如圖 1-5 所示。振蕩浮子式波能裝置從工作原理上看，屬于利用附體的運(yùn)動(dòng)發(fā)電，與“點(diǎn)頭鴨”式、波面筏式相類似。目前，日本和美國的研究人員已研制了幾種利用浮子相對(duì)于固定或浮動(dòng)參照點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來發(fā)電的波能發(fā)電裝置。中國科學(xué)院廣州能源研究所也研制了一種該類型的發(fā)電裝置——振蕩浮子岸式波能轉(zhuǎn)換裝置，并已對(duì)這種發(fā)電裝置進(jìn)行相關(guān)物理模型試驗(yàn)研究[8-9,16-17]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]岸式振蕩水柱波能發(fā)電裝置的試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D]. 劉臻.中國海洋大學(xué) 2008

碩士論文
[1]卵形消化池流—固耦合系統(tǒng)的ADINA有限元分析[D]. 陳志濤.天津大學(xué) 2007
[2]圓柱形消化池流固耦合動(dòng)力特性分析[D]. 陳剛.天津大學(xué) 2007
[3]振蕩浮子式波能轉(zhuǎn)換裝置性能的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李仕成.大連理工大學(xué) 2006
[4]基于FLUENT的二維數(shù)值波浪水槽研究[D]. 李勝忠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[5]振蕩浮子式波能轉(zhuǎn)換裝置性能的研究[D]. 平麗.大連理工大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3219655