隨著社會(huì)的發(fā)展，化石礦物燃料的日益消減，不僅引發(fā)了一連串的環(huán)境問(wèn)題，還導(dǎo)致了能源危機(jī)。由于波浪能環(huán)�？稍偕�、清潔的特點(diǎn)，人們將目光投向了海洋開(kāi)發(fā)。波浪能儲(chǔ)量豐富，目前很多國(guó)家都在開(kāi)發(fā)波浪能。但海洋環(huán)境隨機(jī)多變，波浪不穩(wěn)定，故對(duì)高效實(shí)用的海蟒式俘能裝置的研究，具有潛在的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊前景。 本文首先列出了一階線性波浪的控制方程和邊界條件，推導(dǎo)出了一階線性波浪的速度勢(shì)函數(shù)和波面高方程。在一階線性波浪理論的基礎(chǔ)上，通過(guò)CFD商用軟件FLUENT建立二維數(shù)值水池模型，并利用UDF編程在流場(chǎng)控制方程中添加質(zhì)量源項(xiàng)、動(dòng)量源項(xiàng)實(shí)現(xiàn)數(shù)值模擬波浪；同時(shí)在水池末端添加阻尼源項(xiàng)消波。對(duì)比了同參數(shù)波浪下的理論解與仿真解的差異，得出了波浪模擬的規(guī)律；驗(yàn)證了水槽末端的消波效果；得出了FLUENT數(shù)值造波用于俘能裝置流固耦合的可行性。 給出了俘能裝置單浮筒在自由表面運(yùn)動(dòng)的流場(chǎng)控制方程和邊界條件，理論分析了俘能裝置單浮筒的附加質(zhì)量和附加阻尼的影響因素；并基于FLUENT的附加質(zhì)量和附加阻尼的計(jì)算原理，通過(guò)FLUENT建立俘能裝置單浮筒的數(shù)值模型，利用UDF編程和動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)使其做微幅振動(dòng)，研究了其分別在垂蕩... 

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外波浪發(fā)電裝置研究進(jìn)展
        1.2.1 國(guó)外波浪發(fā)電裝置的發(fā)展
        1.2.2 國(guó)內(nèi)波浪發(fā)電裝置的發(fā)展
        1.2.3 波浪發(fā)電裝置的典型形式
    1.3 波浪俘能裝置的水動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 水動(dòng)力學(xué)的純理論模型
        1.3.2 水動(dòng)力學(xué)理論加修正模型
        1.3.3 水動(dòng)力學(xué) CFD 模型
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 二維波浪水池的數(shù)值模擬
    2.1 引言
    2.2 波浪理論基本方程
        2.2.1 波浪運(yùn)動(dòng)控制方程
        2.2.2 波浪運(yùn)動(dòng)邊界條件
        2.2.3 一階線性波浪求解
    2.3 源造波理論
        2.3.1 造波源存在時(shí)的控制方程
        2.3.2 造波強(qiáng)度q s的表達(dá)式
    2.4 消波理論
    2.5 二維波浪水池的 FLUENT 的模擬
        2.5.1 計(jì)算模型與網(wǎng)格劃分
        2.5.2 計(jì)算參數(shù)與邊界條件設(shè)置
        2.5.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果
    2.6 本章小結(jié)
第3章 俘能裝置的附加質(zhì)量與附加阻尼的求解
    3.1 引言
    3.2 附加質(zhì)量與附加阻尼的理論推導(dǎo)
        3.2.1 速度勢(shì)的求解
        3.2.2 附加質(zhì)量和附加阻尼的理論分析
    3.3 附加質(zhì)量與附加阻尼的 FLUENT 求解
        3.3.1 計(jì)算原理
        3.3.2 計(jì)算模型與網(wǎng)格劃分
        3.3.3 計(jì)算參數(shù)與邊界條件設(shè)置
    3.4 數(shù)值計(jì)算結(jié)果
        3.4.1 垂蕩數(shù)值計(jì)算結(jié)果
        3.4.2 縱蕩數(shù)值計(jì)算結(jié)果
        3.4.3 縱搖數(shù)值計(jì)算結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第4章 海蟒式俘能裝置的動(dòng)力學(xué)分析
    4.1 引言
    4.2 俘能裝置的運(yùn)動(dòng)理論基礎(chǔ)
        4.2.1 坐標(biāo)系的選取及運(yùn)動(dòng)量描述
        4.2.2 俘能裝置的空間運(yùn)動(dòng)受力分析
        4.2.3 俘能裝置的流固耦合數(shù)學(xué)模型
    4.3 俘能裝置角速度對(duì)發(fā)電功率的影響
    4.4 俘能裝置動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)的計(jì)算
    4.5 龍格庫(kù)塔法求解非線性微分方程組
        4.5.1 RK 方法的構(gòu)造
    4.6 基于 FLUENT 的俘能裝置動(dòng)力學(xué)分析
        4.6.1 計(jì)算模型與網(wǎng)格劃分
        4.6.2 計(jì)算參數(shù)與邊界條件設(shè)置
        4.6.3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)海洋電力業(yè)的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀與前景[J]. 孟嘉源.  山西能源與節(jié)能. 2009(02)
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博士論文
[1]擺式波浪發(fā)電系統(tǒng)建模與功率控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 肖文平.華南理工大學(xué) 2011
[2]二維數(shù)值波浪水槽模式的建立和應(yīng)用及浪流相互作用研究[D]. 高山.中國(guó)海洋大學(xué) 2003

碩士論文
[1]全液壓漂浮式海浪發(fā)電裝置流固耦合分析[D]. 李超.山東大學(xué) 2012
[2]多節(jié)漂浮式波浪發(fā)電裝置的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 周道良.大連海事大學(xué) 2011
[3]數(shù)值水池造波方法研究[D]. 李宏偉.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[4]海洋浮子式波浪發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究[D]. 王凌宇.大連理工大學(xué) 2008
[5]自由面湍流場(chǎng)的數(shù)值模擬及其應(yīng)用[D]. 曾利.哈爾濱工程大學(xué) 2006
[6]浮子式海浪發(fā)電船的動(dòng)態(tài)分析與仿真[D]. 林江波.燕山大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3682079