本文以國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于波浪能的海洋機(jī)器人混合推進(jìn)機(jī)構(gòu)及其機(jī)理研究”為基礎(chǔ),針對(duì)海洋機(jī)器人“長(zhǎng)航時(shí)、大航程”的航行目標(biāo),在對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的波浪能發(fā)電裝置分析對(duì)比的基礎(chǔ)上,提出了面向微小海洋機(jī)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(jī)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(chǔ)裝置,按照裝置設(shè)計(jì)、原理分析、數(shù)學(xué)模型、虛擬試驗(yàn)和樣機(jī)研制的步驟,主要開展對(duì)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(guó)內(nèi)外典型的波浪能發(fā)電裝置研究成果的基礎(chǔ)上,比較了多種裝置,對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了闡述,結(jié)合課題實(shí)際需要提出了可以用于海洋機(jī)器人的浮子式波浪能發(fā)電裝置,并對(duì)該裝置的工作原理進(jìn)行了分析和論述。 2)針對(duì)本文提出的浮子式波浪能發(fā)電裝置,開展了比較詳細(xì)的力學(xué)建模分析,推導(dǎo)出了波浪周期內(nèi)其俘獲寬度比和發(fā)電功率的計(jì)算公式,并且通過(guò)計(jì)算詳細(xì)分析了各個(gè)變量對(duì)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(duì)理論推導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)模型在動(dòng)力學(xué)軟件RecurDyn中進(jìn)行仿真,對(duì)應(yīng)于理論計(jì)算...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)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(diǎn)
    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(dòng)力學(xué)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(jì)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(jī)器人動(dòng)力學(xué)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(yàn)
    4.1 海況條件變化時(shí)的虛擬試驗(yàn)
        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(shí)的虛擬試驗(yàn)
        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(shí)的虛擬試驗(yàn)
        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(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)
    5.1 波浪能轉(zhuǎn)換裝置原理樣機(jī)設(shè)計(jì)
        5.1.1 蝸簧的選取和參數(shù)設(shè)計(jì)
        5.1.2 加速裝置參數(shù)設(shè)計(jì)
        5.1.3 交流發(fā)電機(jī)的選取
    5.2 波浪能轉(zhuǎn)換裝置原理樣機(jī)的效率測(cè)試
        5.2.1 波浪能轉(zhuǎn)換裝置原理樣機(jī)效率測(cè)量裝置
        5.2.2 波浪能轉(zhuǎn)換裝置原理樣機(jī)效率測(cè)量試驗(yàn)
    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(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果
附錄A 第一組效率測(cè)量采集數(shù)據(jù)
附錄B 第二組效率測(cè)量采集數(shù)據(jù)
附錄C 第三組效率測(cè)量采集數(shù)據(jù)



本文編號(hào)：3765328