近年來,隨著海洋資源不斷被開發(fā),無線傳感網(wǎng)技術(shù)在海洋監(jiān)測中發(fā)揮著巨大的作用。但無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)較多,且分布范圍很廣,造成了能量供給的困難。本文提出了一種新型的波浪能壓電發(fā)電裝置,并對其主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了建模分析,分析了裝置的主要參數(shù)對壓電雙晶梁產(chǎn)能的影響。 首先,提出了一種基于阻尼板式的波浪壓電換能裝置。初級(jí)換能采用點(diǎn)吸收式結(jié)構(gòu),中間換能采用機(jī)械式結(jié)構(gòu),次級(jí)換能采用旋轉(zhuǎn)壓電發(fā)電機(jī)的形式；旋轉(zhuǎn)壓電發(fā)電機(jī)內(nèi)部采用圓周陣列壓電雙晶梁的布局,采用無接觸永磁激勵(lì)的方式激勵(lì)壓電懸臂梁產(chǎn)生振動(dòng),裝置整體結(jié)構(gòu)簡單。 其次,采用基于線性勢流理論的邊界元法求解波浪壓電換能裝置的水動(dòng)力問題。使用WAFDUT1.4程序求解作用在浮體上的一階波浪力,浮體的輻射阻尼與附加質(zhì)量；采用Morison公式計(jì)算阻尼板所受的流體阻尼力；分析了帶有旋轉(zhuǎn)夾角的永磁鐵之間作用力的計(jì)算方法。 再次,建立了主要包括振蕩浮子—阻尼板、齒輪齒條、旋轉(zhuǎn)壓電發(fā)電機(jī)的理論模型,得出了動(dòng)力學(xué)方程,求解了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，分析了彈簧剛度、阻尼板尺寸對系統(tǒng)能量輸出的影響,進(jìn)一步計(jì)算了波浪周期、波高對系統(tǒng)能量輸出的影響；分析了裝置的整機(jī)換能效率,在波高H...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 波浪能利用技術(shù)現(xiàn)狀
        1.2.1 波能利用技術(shù)概述
        1.2.2 波浪壓電換能技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的主要工作
2 阻尼板式波浪壓電換能裝置
    2.1 波浪壓電換能裝置的結(jié)構(gòu)
    2.2 波能裝置的工作原理
    2.3 初級(jí)換能裝置的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    2.4 本章小結(jié)
3 波能裝置的水動(dòng)力學(xué)分析理論與計(jì)算
    3.1 波浪理論簡介
        3.1.1 液體表面波的基本方程
        3.1.2 微幅波理論
    3.2 求解波浪與振蕩浮子水動(dòng)力問題的邊界元法
        3.2.1 格林公式
        3.2.2 波浪對海工結(jié)構(gòu)物的作用
        3.2.3 浮體在波浪作用下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)
    3.3 初級(jí)換能裝置的水動(dòng)力學(xué)計(jì)算
        3.3.1 程序介紹
        3.3.2 振蕩浮子的波浪力與水動(dòng)力系數(shù)的計(jì)算
    3.4 本章小結(jié)
4 波浪壓電換能裝置的建模與性能分析
    4.1 波能裝置的動(dòng)力學(xué)模型及方程
    4.2 阻尼板的流體作用力
    4.3 旋轉(zhuǎn)壓電機(jī)的受力分析
        4.3.1 永磁作用力的計(jì)算
        4.3.2 壓電懸臂梁的能量輸出模型
    4.4 裝置參數(shù)對裝置換能的影響
        4.4.1 阻尼板尺寸
        4.4.2 彈簧剛度
    4.5 波浪參數(shù)對裝置換能的影響
        4.5.1 波高分析
        4.5.2 波周期分析
    4.6 波能裝置的換能效率
    4.7 本章小結(jié)
5 波浪壓電換能裝置的系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 系泊系統(tǒng)的分類
        5.1.1 系泊系統(tǒng)類型
        5.1.2 系泊方式
    5.2 系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程
        5.2.1 系泊系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)流程
        5.2.2 系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)常用的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)
    5.3 系泊系統(tǒng)的分析
        5.3.1 懸鏈線理論
        5.3.2 系泊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與靜態(tài)分析
        5.3.3 系泊系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3875604