一种新型筏式波浪能发电平台的水动力特性研究
发布时间：2021-07-22 11:05
迈入21世纪以来世界各国在飞速发展的同时,对三大传统化石能源石油、天然气和煤炭的依赖度逐步上升,综合国力的稳步提高和能源短缺之间的矛盾日益突出。以雾霾为代表的化石能源的二次污染不断困扰着世界各地的百姓,也是各级政府部门重点解决的问题之一。海洋能、太阳能、风能等清洁、可再生的绿色能源开始在世界舞台上崭露头角,这其中波浪能具有一些其他新能源不具备的优势,例如能量密度高、环境影响小、能量损耗低以及能源利用率相对较高等,这些优点使得波浪能资源在新能源领域中越来越多地得到了世界各国的青睐。由于我们水文和波浪情况与外国不尽相同,所以不能直接应用他国的成功经验必须针对我国波浪能资源的特点设计出一套适合我国海况的波浪能发电装置。本文在波浪能技术研究现状的基础上初步提出了一种多功能模块化的新型筏式波浪能发电平台,并主要研究分析了该装置在影响俘能效率较大的垂直方向的水动力和起伏位移的变化规律,为后续的结构优化和液压设计等提供了参考依据。论文各章节内容分述如下:第一章主要阐述了我国波浪能资源的分布和利用现状以及波浪能发电装置研究的背景和意义;介绍了国内外几种不同类型的具有代表意义的波浪能发电装置和筏式波浪能...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景、目的及意义
1.2 国内外波浪能发电技术进展
1.2.1 点吸收式波浪能发电技术
1.2.2 截止式波浪能发电技术
1.2.3 消耗式波浪能发电技术
1.3 筏式波浪能装置水动力性能研究现状
1.4 本文的主要研究内容
1.5 本章小结
2 微幅波理论
2.1 引言
2.2 波浪运动的基本方程和边界条件
2.2.1 基本方程
2.2.2 边界条件
2.3 二维小振幅波的速度势
2.4 波浪流体质点的运动特性
2.5 本章小结
3 新型筏式波浪能发电平台的总体设计与波浪力计算
3.1 引言
3.2 海上波浪能发电平台的总体设计
3.2.1 主要设计功能
3.2.2 平台构建技术路线
3.2.3 基本结构设计
3.3 海况的选择
3.4 弗汝德-克雷洛夫假定
3.5 单元工作浮筒的波浪力(弗汝德-克雷洛夫力)求解
3.6 本章小结
4 俘能装置的受力分析与动力学研究
4.1 引言
4.2 单元工作浮筒的运动理论基础
4.2.1 坐标系的选取和运动量描述
4.2.2 工作浮筒在波浪场中的受力分析
4.3 单元工作浮筒的动力学数学模型
4.4 工作浮筒起伏位移和吃水深度的计算
4.5 本章小结
5 基于CFD的俘能装置水动力特性分析
5.1 引言
5.2 STAR-CCM+软件及相关功能介绍
5.2.1 STAR-CCM+软件简介
5.2.2 STAR-CCM+运动模拟简介
5.3 基于STAR-CCM+的俘能装置动力学仿真分析
5.3.1 仿真模型的建立和网格划分
5.3.2 计算参数与工况条件设置
5.3.3 仿真结果及分析
5.4 俘能装置理论计算解与仿真结果的对比分析研究
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
作者简历及在学期间所取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]点头鸭式波浪能采集装置的数值模拟[J]. 李晖,何宏舟,杨绍辉,梁杰,杜宏瑞. 集美大学学报(自然科学版). 2016(05)
[2]振荡浮子式波浪能采集装置研究概述[J]. 胡珊,何宏舟. 能源与环境. 2016(04)
[3]筏式波浪能发电装置浮体水动力相互作用与能量俘获研究[J]. 唐友刚,赵青,黄印,何鑫. 海洋技术学报. 2016(04)
[4]“万山号”在大浪中稳定发电[J]. 朱汉斌. 军民两用技术与产品. 2016(13)
[5]海蛇式波浪发电装置[J]. 张国贤. 流体传动与控制. 2015(04)
[6]鹰式装置“万山号”总体设计概述[J]. 盛松伟,张亚群,王坤林,吝红军,王文胜,陈爱菊. 船舶工程. 2015(S1)
[7]中国电力“十三五”及中长期发展的重大问题研究[J]. 张运洲,程路. 中国电力. 2015(01)
[8]基于CFD的波浪能转换装置水动力性能分析[J]. 国威,张亮,郑雄波,王树齐. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(07)
[9]海洋能开发[J]. 能源与节能. 2012(08)
[10]中国的海洋能资源及其开发前景展望[J]. 施伟勇,王传崑,沈家法. 太阳能学报. 2011(06)
博士论文
[1]浮力摆式波浪能装置的水动力性能研究[D]. 赵海涛.浙江大学 2012
[2]浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究[D]. 张大海.浙江大学 2011
硕士论文
[1]基于CFD的海蟒式俘能装置的水动力学特性研究[D]. 霍杰.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3297033
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题研究背景、目的及意义
1.2 国内外波浪能发电技术进展
1.2.1 点吸收式波浪能发电技术
1.2.2 截止式波浪能发电技术
1.2.3 消耗式波浪能发电技术
1.3 筏式波浪能装置水动力性能研究现状
1.4 本文的主要研究内容
1.5 本章小结
2 微幅波理论
2.1 引言
2.2 波浪运动的基本方程和边界条件
2.2.1 基本方程
2.2.2 边界条件
2.3 二维小振幅波的速度势
2.4 波浪流体质点的运动特性
2.5 本章小结
3 新型筏式波浪能发电平台的总体设计与波浪力计算
3.1 引言
3.2 海上波浪能发电平台的总体设计
3.2.1 主要设计功能
3.2.2 平台构建技术路线
3.2.3 基本结构设计
3.3 海况的选择
3.4 弗汝德-克雷洛夫假定
3.5 单元工作浮筒的波浪力(弗汝德-克雷洛夫力)求解
3.6 本章小结
4 俘能装置的受力分析与动力学研究
4.1 引言
4.2 单元工作浮筒的运动理论基础
4.2.1 坐标系的选取和运动量描述
4.2.2 工作浮筒在波浪场中的受力分析
4.3 单元工作浮筒的动力学数学模型
4.4 工作浮筒起伏位移和吃水深度的计算
4.5 本章小结
5 基于CFD的俘能装置水动力特性分析
5.1 引言
5.2 STAR-CCM+软件及相关功能介绍
5.2.1 STAR-CCM+软件简介
5.2.2 STAR-CCM+运动模拟简介
5.3 基于STAR-CCM+的俘能装置动力学仿真分析
5.3.1 仿真模型的建立和网格划分
5.3.2 计算参数与工况条件设置
5.3.3 仿真结果及分析
5.4 俘能装置理论计算解与仿真结果的对比分析研究
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
作者简历及在学期间所取得的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]点头鸭式波浪能采集装置的数值模拟[J]. 李晖,何宏舟,杨绍辉,梁杰,杜宏瑞. 集美大学学报(自然科学版). 2016(05)
[2]振荡浮子式波浪能采集装置研究概述[J]. 胡珊,何宏舟. 能源与环境. 2016(04)
[3]筏式波浪能发电装置浮体水动力相互作用与能量俘获研究[J]. 唐友刚,赵青,黄印,何鑫. 海洋技术学报. 2016(04)
[4]“万山号”在大浪中稳定发电[J]. 朱汉斌. 军民两用技术与产品. 2016(13)
[5]海蛇式波浪发电装置[J]. 张国贤. 流体传动与控制. 2015(04)
[6]鹰式装置“万山号”总体设计概述[J]. 盛松伟,张亚群,王坤林,吝红军,王文胜,陈爱菊. 船舶工程. 2015(S1)
[7]中国电力“十三五”及中长期发展的重大问题研究[J]. 张运洲,程路. 中国电力. 2015(01)
[8]基于CFD的波浪能转换装置水动力性能分析[J]. 国威,张亮,郑雄波,王树齐. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(07)
[9]海洋能开发[J]. 能源与节能. 2012(08)
[10]中国的海洋能资源及其开发前景展望[J]. 施伟勇,王传崑,沈家法. 太阳能学报. 2011(06)
博士论文
[1]浮力摆式波浪能装置的水动力性能研究[D]. 赵海涛.浙江大学 2012
[2]浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究[D]. 张大海.浙江大学 2011
硕士论文
[1]基于CFD的海蟒式俘能装置的水动力学特性研究[D]. 霍杰.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3297033
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