本文以國家自然科學基金項目“基于波浪能的海洋機器人混合推進機構(gòu)及其機理研究”為基礎,針對海洋機器人“長航時、大航程”的航行目標,在對國內(nèi)外現(xiàn)有的波浪能發(fā)電裝置分析對比的基礎上,提出了面向微小海洋機器人的浮子式波浪能發(fā)電裝置。該裝置的主要功能是為微小型海洋機器人中的電路系統(tǒng)供電。將其分解為波浪能俘獲裝置、波浪能轉(zhuǎn)換裝置、電能存儲裝置,按照裝置設計、原理分析、數(shù)學模型、虛擬試驗和樣機研制的步驟,主要開展對該裝置的波浪能俘獲和轉(zhuǎn)換部分的研究和分析。全文的研究工作主要包括如下: 1)在回顧國內(nèi)外典型的波浪能發(fā)電裝置研究成果的基礎上,比較了多種裝置,對其優(yōu)缺點進行了闡述,結(jié)合課題實際需要提出了可以用于海洋機器人的浮子式波浪能發(fā)電裝置,并對該裝置的工作原理進行了分析和論述。 2)針對本文提出的浮子式波浪能發(fā)電裝置,開展了比較詳細的力學建模分析,推導出了波浪周期內(nèi)其俘獲寬度比和發(fā)電功率的計算公式,并且通過計算詳細分析了各個變量對俘獲寬度比和發(fā)電功率的影響,為裝置如何在不同海況下盡可能大地獲取波浪能轉(zhuǎn)換功率和效率提出辦法。 3)對理論推導的運動模型在動力學軟件RecurDyn中進行仿真,對應于理論計算...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來源、研究背景及意義
    1.2 波浪能發(fā)電裝置的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 波浪能發(fā)電裝置的分類
        1.2.2 浮子式波浪能發(fā)電裝置的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究的主要內(nèi)容
第二章 浮子式波浪能發(fā)電裝置工作原理
    2.1 線性波理論
        2.1.1 線性波浪的主要要素
        2.1.2 波浪能輸入功率
    2.2 浮子式波浪能發(fā)電裝置
        2.2.1 浮子式波浪能發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)
        2.2.2 浮子式波浪能發(fā)電裝置的工作原理
    2.3 浮子式波浪能發(fā)電裝置的特點
    2.4 本章小結(jié)
第三章 浮子式波浪能發(fā)電裝置的能量轉(zhuǎn)換效率分析
    3.1 浮子的動力學建模
        3.1.1 F-K 假定法求波浪力
        3.1.2 浮子的受力分析
        3.1.3 浮子的附加質(zhì)量
        3.1.4 裝置的俘獲寬度比和獲得功率的分析與計算
    3.2 波浪能轉(zhuǎn)換裝置的能量轉(zhuǎn)換效率分析
        3.2.1 海洋機器人動力學分析
        3.2.2 波浪能轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率分析
    3.3 本章小結(jié)
第四章 浮子式波浪能發(fā)電裝置的虛擬仿真試驗
    4.1 海況條件變化時的虛擬試驗
        4.1.1 波浪周期變化
        4.1.2 波浪高度變化
        4.1.3 水深變化
    4.2 浮子條件變化時的虛擬試驗
        4.2.1 浮子質(zhì)量變化
        4.2.2 浮子半徑變化
    4.3 波浪能轉(zhuǎn)換裝置條件變化時的虛擬試驗
        4.3.1 彈性系數(shù)變化
        4.3.2 阻尼系數(shù)變化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 波浪能轉(zhuǎn)換裝置原理樣機設計與試驗
    5.1 波浪能轉(zhuǎn)換裝置原理樣機設計
        5.1.1 蝸簧的選取和參數(shù)設計
        5.1.2 加速裝置參數(shù)設計
        5.1.3 交流發(fā)電機的選取
    5.2 波浪能轉(zhuǎn)換裝置原理樣機的效率測試
        5.2.1 波浪能轉(zhuǎn)換裝置原理樣機效率測量裝置
        5.2.2 波浪能轉(zhuǎn)換裝置原理樣機效率測量試驗
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
作者在學期間取得的學術成果
附錄A 第一組效率測量采集數(shù)據(jù)
附錄B 第二組效率測量采集數(shù)據(jù)
附錄C 第三組效率測量采集數(shù)據(jù)



本文編號：3765328