發(fā)布時間：2020-12-06 01:03

　　波浪能是一種蘊藏量巨大的海洋可再生能源,波浪能的利用可以極大地緩解能源緊張和環(huán)境污染的壓力。作為波浪能利用的主要設(shè)備,波浪能裝置的水動力及能量吸收性能被廣泛地研究,但仍有許多問題的研究尚不深入,如浮體與波浪的非線性作用、裝置中PTO（Power Take-off）的非線性耦合、多自由度運動時能量吸收等問題。本文以典型的振蕩浮子波浪能裝置為研究對象,采用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式,建立波浪能裝置中浮子的水動力學(xué)模型,對典型波浪能裝置的運動、載荷、能量吸收特性及自由面的形變、流場等展開研究,為波浪能裝置的安全作業(yè)和高效運行提供理論方法和設(shè)計依據(jù)。本文綜述了波浪能裝置研發(fā)的國內(nèi)外現(xiàn)狀,闡述了理論及試驗研究方法的進(jìn)展,并給出本文所用CFD方法的基本理論,建立了浮子運動的CFD方法,通過對線性及非線性波浪場的模擬,驗證了數(shù)值水池造波的準(zhǔn)確性;通過對圓柱和圓臺浮子的模擬,與國外權(quán)威數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)比較,驗證了數(shù)值水池在模擬浮子運動時的準(zhǔn)確性。并利用該方法成功地模擬了浮子的線性波上浪、非線性波抨擊及自由面形變的時域非線性問題。在浮子水動力性能方面,展開對典型形狀的平底和半球底圓柱浮子,及開孔的圓柱... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：188 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

挪威的球形浮子圖

.2.1 國外研究現(xiàn)狀世界波浪能產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，世界最早研發(fā)波浪能裝置的國家是法國[23]，波浪術(shù)起步早期，在 1980 年之前世界各國就有 1000 多種波浪能技術(shù)的專利，以英國、、美國和西歐為主[24]，其中英國和日本的技術(shù)處于領(lǐng)先水平[25]。本文簡述幾種具有性的波浪能裝置。2.1.1 振蕩浮子式振蕩浮子式的原理是利用浮子的垂蕩、橫檔和搖蕩的往復(fù)運動帶動 PTO 進(jìn)行能出，裝置可以是單一的浮子或多個浮子組成的陣列。1980 年，挪威制造了一種球形體漂浮式波浪能裝置[26]，如圖 1.2 所示，該裝置主要由浮子、立柱和空氣輪機(jī)組中浮子為半徑為 1m 的球體，可沿著立柱運動，立柱與海底鉸接，浮子沿著立柱運帶動上方的氣輪機(jī)進(jìn)行能量輸出，該裝置后期在特隆赫姆峽灣進(jìn)行海試。

第 1 章 緒論定且密封在海底，浮子用張緊的纜繩與海底電機(jī)連接，浮子運動時通過纜繩帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行能量輸出[27]，這種電機(jī)固定的波浪能裝置轉(zhuǎn)換效率較高。圖 1.3 為 L9 波浪能發(fā)電裝置[28]，扁平形的浮子運動時帶動海底的直線電機(jī)輸出電能。PowerBuoy[29]波浪能裝置由美國 OPT 公司研制，經(jīng)歷了數(shù)次海試后，2006 年在英國的 Cornwall 完成了第六次海試，并于 2007 年在夏威夷正式下水。如圖 1.4 所示，該裝置具有雙浮體結(jié)構(gòu)，由錨鏈將柱體底部的阻尼盤與海底相連，電機(jī)安放于柱體內(nèi)部，并通過浮子和柱體的相對運動發(fā)電。該裝置的技術(shù)難點在于要對浮體水動力性能進(jìn)行精確控制，以提高裝置的能量吸收率。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]浮力擺式波浪能裝置的水動力性能研究[D]. 趙海濤.浙江大學(xué) 2012

碩士論文
[1]我國波浪能開發(fā)利用可行性研究[D]. 管軼.中國海洋大學(xué) 2011



本文編號：2900421