海洋波浪能被認為是最具潛力的可再生能源之一,在眾多的波浪能利用技術(shù)中,多節(jié)漂浮式波浪能轉(zhuǎn)換裝置以其單機功率大、波能轉(zhuǎn)換效率高、抗浪能力強、海況適應(yīng)性好等眾多優(yōu)勢,展現(xiàn)了極好的發(fā)展前景。深入研究該類型裝置,對緩解我國能源緊缺、環(huán)境污染等問題具有重要的現(xiàn)實意義,目前,國內(nèi)對該類型裝置的研發(fā)還較為滯后。其中,水動力性能分析是波浪能轉(zhuǎn)換裝置研發(fā)的最基礎(chǔ)工作。本研究以工程應(yīng)用為背景,針對我國海況條件,采用理論分析、時域頻域的機理研究、海上試驗驗證和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對該裝置的水動力性能進行了系統(tǒng)研究,重點分析了浮體運動和波能轉(zhuǎn)換的機理問題�？紤]裝置鉸接浮體間PTO （Power Take-off,能量提取系統(tǒng)）約束和作用力,基于多剛體動力學(xué)理論,建立了裝置波浪運動的數(shù)學(xué)模型;引入浮體間運動約束方程以表示PTO系統(tǒng)的運動約束,從而將波浪中運動的多節(jié)浮體構(gòu)成相互連接的系統(tǒng)并使得模型可解。應(yīng)用波浪繞射理論推導(dǎo)了雙節(jié)鉸接浮體結(jié)構(gòu)物在波浪中所受的波浪激勵力和波浪激勵力矩的解析表達式,并通過數(shù)值模擬進行了驗證�；诙喑叨壤碚�,推導(dǎo)求解了多節(jié)鉸接浮體在靜水中和波浪中的垂蕩一縱搖運動的時域近似表達式,推導(dǎo)過... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：175 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２全球波浪能資源分布ｎ９］（平均波浪能功率，ｋＷ／ｔｎ）??Ｆｉｇ．?１．２?Ｇｌｏｂａｌ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｗａｖｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｒｅｓｏｕｒｃｅ?（ａｖｅｒａｇｅ?ｗａｖｅ?ｐｏｗｅｒ?ｉｎ?ｋＷ／ｍ?）??

波浪可以從空間和時間兩方面進行描述，空間描述是某確定時刻波面升高的空間分??布函數(shù)，而時間描述是某確定位置波面升高的時間歷程。典型的波浪可以用波高／／、波??長Ａ、水深ｄ或者波高／／、周期７＼水深ｃ／進行描述，圖２．１所示為波浪參數(shù)示意圖。??＾ｒ?￣￣?￣￣＾??ｄ?＼?＾?ｔ?—??Ｉ，：??圖２．１波浪參數(shù)示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｗａｖｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ??對圖２．１所列參數(shù)描述如下，波高／／為波面相鄰的波峰與波谷之間的垂向距離，波??高的１／２即為波幅，一般用ｄ表示；波長２為相鄰兩個波峰或者波谷之間的水平距離；??波浪周期：Ｔ為相鄰波峰或者波谷經(jīng)過某一固定點的時間間隔；水深ｄ為靜水面到海底的??垂向距離。??（１）基本假設(shè)與速度勢??在對波浪能轉(zhuǎn)換裝置的研究中，一般假定流體為理想流體，流動無旋，密度為常數(shù)??且不可壓縮，根據(jù)該假設(shè)：??①

北太平洋具無限吹送距離下獲得的風浪波譜的標準型，廣泛用于充分成熟的遼闊海域風??浪，其波譜形狀與吹送距離無關(guān)，只與風速有關(guān)。本文在進行裝置在不規(guī)則波或現(xiàn)實海??域中的數(shù)值計算中，均采用該波譜，如圖２．２所示為ＰＭ不規(guī)則波波譜圖。??－２６－??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》解讀[J]. 朱明,何勇健.  國家電網(wǎng). 2017(02)
[2]Improvements to the statistical theoretical model for wave breaking based on the ratio of breaking wave kinetic and potential energy[J]. WANG HaiLi,YANG YongZeng,SUN BaoNan,SHI YongFang.  Science China（Earth Sciences）. 2017(01)
[3]可再生能源國外政策綜述[J]. 王晨晨,杜秋平,王曉,王冬梅,石磊,李璇.  華北電力技術(shù). 2017(02)
[4]An Oscillating Wave Energy Converter with Nonlinear Snap-Through Power-Take-Off Systems in Regular Waves[J]. 張顯濤,楊建民,肖龍飛.  China Ocean Engineering. 2016(04)
[5]浮體繩輪波浪發(fā)電系統(tǒng)研究[J]. 王延剛,仝興華,朱林森,劉勇.  應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報. 2015(01)
[6]能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）（摘錄）[J].   上海節(jié)能. 2014(12)
[7]清潔、可再生能源利用的回顧與展望[J]. 路甬祥.  科技導(dǎo)報. 2014(Z2)
[8]直接驅(qū)動浮子式波浪能轉(zhuǎn)換裝置頻域模擬研究[J]. 程正順,楊建民,胡志強,肖龍飛.  太陽能學(xué)報. 2014(07)
[9]雙圓柱形浮體波能裝置振動特性分析[J]. 覃嶺,吳必軍.  船舶力學(xué). 2013(11)
[10]筏式波浪能裝置波能轉(zhuǎn)換液壓能效率的數(shù)值研究[J]. 陳文創(chuàng),張永良.  水力發(fā)電學(xué)報. 2013(05)

博士論文
[1]浮體繩輪波浪發(fā)電系統(tǒng)研究[D]. 王延剛.山東大學(xué) 2015
[2]浮力擺式波浪能發(fā)電裝置關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張大海.浙江大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于AQWA軟件的類海蟒式波浪俘能裝置的建模與仿真[D]. 羅濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]一種漂浮式雙浮體波浪能發(fā)電裝置的研究[D]. 戴佑明.華南理工大學(xué) 2015
[3]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(xué) 2012
[4]船舶橫搖運動特性研究[D]. 李浩.中國海洋大學(xué) 2012
[5]基于擺式波能轉(zhuǎn)換裝置直接進行海水淡化的研究[D]. 林潤生.華南理工大學(xué) 2010



本文編號：3571127