【摘要】：本文主要研究為航標(biāo)提供能源的波浪能發(fā)電裝置,通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)航標(biāo)燈能源的自給自足。首先,本文對(duì)傳統(tǒng)的航標(biāo)能源和現(xiàn)階段常用的航標(biāo)能源的優(yōu)缺點(diǎn)做了相關(guān)分析,指出波浪能為航標(biāo)供能的優(yōu)勢(shì),接著分析了現(xiàn)階段常用的波力航標(biāo)技術(shù)的不足,并利用國(guó)內(nèi)外波浪能發(fā)電的成熟技術(shù),選擇液壓傳動(dòng)來(lái)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換,最后設(shè)計(jì)波浪能航標(biāo)裝置。第二,對(duì)在波浪中運(yùn)動(dòng)的浮子進(jìn)行受力分析,基于勢(shì)流理論,求解振動(dòng)浮子的附加質(zhì)量、附加阻尼、浮子所受波浪激勵(lì)力以及恢復(fù)力。根據(jù)牛頓第二定律,建立液壓阻尼作用的航標(biāo)浮體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。給出相應(yīng)邊界條件,利用龍格庫(kù)塔數(shù)值解法求解運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。第三,在不同波浪周期情況下,利用水動(dòng)力計(jì)算軟件WAMIT求解附加質(zhì)量,根據(jù)共振公式,得到浮體與波浪的共振尺寸。然后根據(jù)特定海域的波高周期概率分布,確定滿足共振周期的不同形狀浮體尺寸。第四,利用水動(dòng)力計(jì)算軟件WAMIT和龍格庫(kù)塔數(shù)值計(jì)算方法對(duì)不同形狀浮子的航標(biāo)裝置進(jìn)行水動(dòng)力性能和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的數(shù)值模擬,分析不同形狀浮體的附加質(zhì)量,附加阻尼,波浪力。研究波浪周期和液壓阻尼對(duì)航標(biāo)裝置運(yùn)動(dòng)位移、振幅、能量轉(zhuǎn)化功率、捕捉寬度比等的影響。根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算的結(jié)果,分別從振幅、平均功率、捕捉寬度比等三個(gè)角度比較三種尺寸浮子,最終選用豎直型圓柱型浮子作為航標(biāo)浮子,并確定其尺寸。最后,對(duì)波浪能航標(biāo)裝置進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)�；谏鲜鼋Y(jié)論,選擇豎直型圓柱浮子作為航標(biāo)浮子,并對(duì)液壓系統(tǒng),電機(jī)等做了相關(guān)參數(shù)選型設(shè)計(jì)。
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U644.4;P743.2;TM612
【圖文】：

如果運(yùn)用波浪能給航標(biāo)燈供電，可以說(shuō)是因地制宜，恰到好處，所以波浪于我國(guó)航標(biāo)[1-4]的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有重要的意義。 航標(biāo)以及航標(biāo)燈概述標(biāo)，顧名思義指的是有助于海上航行的一種標(biāo)志。通過(guò)感官或者無(wú)線電傳夜間給過(guò)往的船舶指明航行的方向，保障海上交通運(yùn)輸安全，航標(biāo)按功能類，第一類是定位功能；第二類是危險(xiǎn)警告功能；第三類是確認(rèn)功能；第四指示功能。定位功能指可以讓其他人知道過(guò)往船舶的位置；危險(xiǎn)警告功能指危險(xiǎn)的地方和阻礙船舶航行的障礙物；確認(rèn)功能指可以確定船舶和航標(biāo)之間方位；交通指示功能指讓過(guò)往的船舶能夠遵循海上交通規(guī)則，不同種類的船自的航道，海上環(huán)境保護(hù)也是依靠航標(biāo)的交通指示功能。助航器具可根據(jù)工同分為內(nèi)河助航器具和海域助航器具[5]；根據(jù)工作場(chǎng)所可靠性不同，也可分標(biāo)和浮動(dòng)浮標(biāo)；根據(jù)其工作原理可分為可視輔助設(shè)備、無(wú)線電輔助設(shè)備和音備。

應(yīng)用于航標(biāo)的波浪能發(fā)電裝置研究裝在某些導(dǎo)航標(biāo)志上的一種交通信號(hào)燈，確保船只在夜間安全航行。航標(biāo)燈分別有固定燈標(biāo)、燈浮標(biāo)、燈船和燈塔 4 種[6]，并且要求在夜間發(fā)出規(guī)定的和閃光頻率，達(dá)到指定的照射角度和能見(jiàn)距離。由于本課題主要運(yùn)用燈浮標(biāo)下來(lái)介紹這種類型的航標(biāo)，下圖是海上燈浮標(biāo)樣品。

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5 胡玉震;彭燕;趙m櫓

本文編號(hào)：2715387