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潮流能发电站结构强度与疲劳分析

发布时间:2018-04-03 19:58

  本文选题:潮流能发电 切入点:结构强度分析 出处:《哈尔滨工程大学》2014年硕士论文


【摘要】:潮流能作为一种可持续开发利用的清洁型能源,具有分布广、能量密度大等许多优点,在新能源领域已经受到了极大的重视。我国拥有3.2万公里的海岸线长度,长约1.8万公里的大陆海岸线,1.4万公里岛屿海岸线长,全国130个水道的潮流能资源的理论平均功率为13 948.52MW。大量数据表明,我国具有十分丰富的潮流能资源。但是,由于我国获取能源的技术相对于欧美国家还比较落后,面对如此可观的能源也有点力不从心、无法大面积开采。本文设计了一台漂浮式潮流能发电站,使用双柱支撑潮流能发电机,双桨发电,设计工作海域位于中国青岛。作者针对此项目,主要开展了以下几点研究工作:(1)针对潮流能发电站的工作的海域以及功能的需求,开展了对潮流能发电站的总体设计,其中包括船体(浮体)、支撑结构、提升装置等结构的方案设计;根据CCS《钢质海船入级规范》,完成了潮流能发电站载体的结构设计。(2)基于线性三维势流理论,使用DNV开发的水动力计算软件SESAM计算了潮流能发电站载体在工作海域中单位波幅下的运动响应和动力响应RAO,对计算结果做出了统计与分析。(3)基于结构有限元法,使用ANSYS软件对潮流能发电站载体进行了结构强度分析,分别计算了发电站载体在各个浪向角下承受最大载荷时的屈服和屈曲强度,将计算结果与规范进行比较,均未超出许用范围。(4)使用谱分析法,基于短期疲劳积累损伤原理和S-N曲线,选取了三个节点对潮流能发电站载体进行了疲劳寿命计算。
[Abstract]:As a kind of clean energy for sustainable development and utilization, tidal energy has many advantages, such as wide distribution, high energy density and so on, and has been paid great attention to in the field of new energy.China has a coastline of 32000 km, a coastline of about 18000 km on the mainland and a coastline of 14000 km on islands. The theoretical average power of the tidal energy resources of 130 waterways in China is 13 948.52 MW.A large number of data show that China has a very rich tide energy resources.However, the technology of obtaining energy in our country is still relatively backward compared with the European and American countries, so it is difficult to exploit in a large area in the face of such considerable energy.In this paper, a floating tidal current power station is designed, which uses two columns to support the tidal current generator and two propellers to generate electricity. The designed sea area is located in Qingdao, China.Aiming at this project, the author has mainly carried out the following research work: 1) aiming at the requirements of the sea area and function of the tidal power station, the author has carried out the overall design of the tidal power station, including the hull (floating body, support structure),According to CCS, the structural design of the carrier of tidal power station is completed, which is based on the theory of linear three-dimensional potential flow.The hydrodynamic calculation software SESAM developed by DNV is used to calculate the motion response and dynamic response of the carrier of tidal power station under unit wave amplitude in the working sea area. The calculated results are statistically analyzed and analyzed based on the structural finite element method.The structural strength of the carrier of the power flow power station is analyzed by using ANSYS software. The yield and buckling strength of the carrier under the maximum load at each wave angle are calculated, and the calculated results are compared with the code.Using spectral analysis method, based on the principle of short-term fatigue accumulation damage and S-N curve, three nodes are selected to calculate the fatigue life of the carrier of power power station.
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:P743.1;TM622

【参考文献】

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本文编号:1706688

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