封閉式波浪能發(fā)電裝置受力與俘能功率研究
發(fā)布時間：2021-08-27 13:05
為開發(fā)低能流密度海域波浪能應用潛力,對新型封閉式波浪能發(fā)電裝置開展受力及俘能功率進行研究�；谌S勢流輻射-繞射理論,運用時域分析法,研究了質量對5～20 m浮標直徑的封閉式波浪能發(fā)電裝置F-K力、波浪繞射力和俘能功率的影響。研究發(fā)現,在8～14 t的質量要求范圍內,隨質量的增加,F-K力和波浪繞射力最大增加了127%和88%,俘能功率增加了23.5%～47%。研究結果表明,質量對封閉式波浪能發(fā)電裝置的受力和俘能功率具有顯著影響,通過增加質量的方式可提高波浪能發(fā)電裝置的俘能功率。該研究可為波浪能發(fā)電裝置材料選擇、功率提升提供理論依據和方法,對開發(fā)低能流密度海域波浪能資源具有一定的推動作用。
【文章來源】：自動化儀表. 2019,40(05)
【文章頁數】：4 頁
【部分圖文】：
封閉式波浪能發(fā)電裝置結構圖
水深d/m44．00錨鏈濕水質量mm/kg12．90錨鏈等效直徑Dm/m0．033受力與俘能功率分析3．1質量對F-K力的影響運用控制變量法，在控制浮標各尺寸不變的條件下，通過在浮標底部內側均勻增加質量塊的方式來改變封閉式波浪能發(fā)電裝置的整體質量，研究質量對F-K力的影響。研究發(fā)現，當封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為5m時，縱搖F-K力的幅值受質量影響變化34．50%，垂蕩F-K力值變化較校封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為10～20m時，縱搖和垂蕩F-K力值受質量的影響較校封閉式波浪能發(fā)電裝置縱蕩F-K力變化曲線如圖2所示。圖2中，F-K力隨波浪頻率的增加呈正弦曲線狀變化，F-K力先增大后減小，響應幅值和變化周期不斷衰減;F-K力隨質量的增加逐漸增大，最大增大量為127%。造成這種現象的原因，一方面是浮標的吃水隨質量的增加逐漸增大，波浪作用在浮標上的等效面積增加，浮標受入射波的作用力進一步增加;另一方面是沿波浪傳播方向浮標受到錨鏈拉力束縛的作用。在考慮增大或減弱F-K力的影響時，本項研究表明可從增加或減少質量入手。圖2縱蕩F-K力變化曲線圖Fig．2ThechangingcurvesofsurgeF-Kforce3．2質量對波浪繞射力的影響繞射力是浮標所受波浪力之一。本文基于山東半島水文信息，并借助水動力計算軟件AQWA，對其進行仿真研究。研究發(fā)現，當封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為5m時，縱搖方向上的波浪繞射力幅值受質量影響變化24%，垂蕩方向上波浪繞射力變化較小。當封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為10～20m時，縱搖和垂蕩方向上波浪繞射力受質量的影響較�？v蕩繞射力變化曲線如圖3所示。圖3縱蕩繞射力變化曲線圖Fig．3Thechangingcurvesofsurgediffractionforce·39·
齟蠡蚣躒鮂-K力的影響時，本項研究表明可從增加或減少質量入手。圖2縱蕩F-K力變化曲線圖Fig．2ThechangingcurvesofsurgeF-Kforce3．2質量對波浪繞射力的影響繞射力是浮標所受波浪力之一。本文基于山東半島水文信息，并借助水動力計算軟件AQWA，對其進行仿真研究。研究發(fā)現，當封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為5m時，縱搖方向上的波浪繞射力幅值受質量影響變化24%，垂蕩方向上波浪繞射力變化較小。當封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為10～20m時，縱搖和垂蕩方向上波浪繞射力受質量的影響較�？v蕩繞射力變化曲線如圖3所示。圖3縱蕩繞射力變化曲線圖Fig．3Thechangingcurvesofsurgediffractionforce·39·
【參考文獻】：
期刊論文
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[2]風力發(fā)電塔架振動特性聯合仿真應用研究[J]. 程友良,薛占璞. 自動化儀表. 2017(06)
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[4]浮力擺式波浪能發(fā)電裝置水動力性能優(yōu)化研究[J]. 李雪臨,王項南,王兵振,張中華,李蒙,黃勇,夏增艷. 太陽能學報. 2016(05)
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[6]Marine renewable energy in China: Current status and perspectives[J]. Yong-liang ZHANG,Zheng LIN,Qiu-lin LIU. Water Science and Engineering. 2014(03)
[7]黃渤海風、浪、流等海洋水文要素特征分析[J]. 張江泉,鄭崇偉,李榮川,錢粵海. 科技資訊. 2013(31)
[8]全球海域波浪能資源儲量分析[J]. 鄭崇偉,賈本凱,郭隨平,莊卉. 資源科學. 2013(08)
[9]風力發(fā)電系統(tǒng)技術的發(fā)展綜述[J]. 程啟明,程尹曼,王映斐,汪明媚. 自動化儀表. 2012(01)
[10]水流中錨鏈阻力系數測量的實驗設計[J]. 于洋. 實驗力學. 2010(03)
碩士論文
[1]組合型振蕩浮子波能發(fā)電裝置研究[D]. 高人杰.中國海洋大學 2012
本文編號：3366406
【文章來源】：自動化儀表. 2019,40(05)
【文章頁數】：4 頁
【部分圖文】：
封閉式波浪能發(fā)電裝置結構圖
水深d/m44．00錨鏈濕水質量mm/kg12．90錨鏈等效直徑Dm/m0．033受力與俘能功率分析3．1質量對F-K力的影響運用控制變量法，在控制浮標各尺寸不變的條件下，通過在浮標底部內側均勻增加質量塊的方式來改變封閉式波浪能發(fā)電裝置的整體質量，研究質量對F-K力的影響。研究發(fā)現，當封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為5m時，縱搖F-K力的幅值受質量影響變化34．50%，垂蕩F-K力值變化較校封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為10～20m時，縱搖和垂蕩F-K力值受質量的影響較校封閉式波浪能發(fā)電裝置縱蕩F-K力變化曲線如圖2所示。圖2中，F-K力隨波浪頻率的增加呈正弦曲線狀變化，F-K力先增大后減小，響應幅值和變化周期不斷衰減;F-K力隨質量的增加逐漸增大，最大增大量為127%。造成這種現象的原因，一方面是浮標的吃水隨質量的增加逐漸增大，波浪作用在浮標上的等效面積增加，浮標受入射波的作用力進一步增加;另一方面是沿波浪傳播方向浮標受到錨鏈拉力束縛的作用。在考慮增大或減弱F-K力的影響時，本項研究表明可從增加或減少質量入手。圖2縱蕩F-K力變化曲線圖Fig．2ThechangingcurvesofsurgeF-Kforce3．2質量對波浪繞射力的影響繞射力是浮標所受波浪力之一。本文基于山東半島水文信息，并借助水動力計算軟件AQWA，對其進行仿真研究。研究發(fā)現，當封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為5m時，縱搖方向上的波浪繞射力幅值受質量影響變化24%，垂蕩方向上波浪繞射力變化較小。當封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為10～20m時，縱搖和垂蕩方向上波浪繞射力受質量的影響較�？v蕩繞射力變化曲線如圖3所示。圖3縱蕩繞射力變化曲線圖Fig．3Thechangingcurvesofsurgediffractionforce·39·
齟蠡蚣躒鮂-K力的影響時，本項研究表明可從增加或減少質量入手。圖2縱蕩F-K力變化曲線圖Fig．2ThechangingcurvesofsurgeF-Kforce3．2質量對波浪繞射力的影響繞射力是浮標所受波浪力之一。本文基于山東半島水文信息，并借助水動力計算軟件AQWA，對其進行仿真研究。研究發(fā)現，當封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為5m時，縱搖方向上的波浪繞射力幅值受質量影響變化24%，垂蕩方向上波浪繞射力變化較小。當封閉式波浪能發(fā)電裝置浮標直徑為10～20m時，縱搖和垂蕩方向上波浪繞射力受質量的影響較�？v蕩繞射力變化曲線如圖3所示。圖3縱蕩繞射力變化曲線圖Fig．3Thechangingcurvesofsurgediffractionforce·39·
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[10]水流中錨鏈阻力系數測量的實驗設計[J]. 于洋. 實驗力學. 2010(03)
碩士論文
[1]組合型振蕩浮子波能發(fā)電裝置研究[D]. 高人杰.中國海洋大學 2012
本文編號：3366406
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