新型振荡浮体式并联海浪发电装置的设计与研究

发布时间：2017-04-10 20:10

  本文关键词：新型振荡浮体式并联海浪发电装置的设计与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前我国能源紧缺,传统化石燃料燃烧带来严峻的环境污染,迫切需要开发储能丰富、可再生的清洁能源。本课题基于我国的能源现状,设计了一种适合于我国波浪能利用的振荡浮体式并联海浪发电装置,该装置具有三维的自由度,能够吸收各个方向上的海浪能,提高了海浪能的转换效率和发电功率。本文对该海浪发电装置分析和研究。首先,介绍了当前国内外海浪能发电装置的研究现状。基于海浪发电装置的工作原理对其进行分类,详细介绍了各类发电装置的工作原理及关键技术点,并总结了它们之间存在的不足之处。在此基础上,提出一种适合于利用我国海浪能的新型振荡浮体式海浪发电装置。针对海浪发电装置的实际工作需要,利用并联机构GF集型综合理论,设计出构型为1PU-6UPS的并联机构。利用线性微幅波理论,基于F-K假定法求解作用于浮体上的波浪载荷,建立浮体在海浪作用下的动力学响应模型,分析求解了不同波高和不同周期下浮体的垂荡运动和摆动响应。然后建立海浪发电装置的运动学和动力学模型,求解出六条并联液压缸的长度变化曲线,及液压缸的受力曲线。运用模糊数学理论,建立海浪发电装置单条支链和整机的运动精度模糊可靠性计算模型,求解出海浪发电装置的运动精度模糊可靠性。在海浪发电装置运动学分析的基础上,推导出发电装置的功率计算公式。最后利用有限元分析法,对发电装置的关键部件和整机进行模态分析,得出各阶模态和振型。
【关键词】：海浪发电装置 并联机构 线性微幅波理论 F-K假定法 机构运动学 机构动力学 模糊可靠性 模态分析
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM612;P743
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-26
• 1.1 课题研究背景和意义11-12
• 1.1.1 海浪发电装置的研究背景11
• 1.1.2 海浪发电装置的研究意义11-12
• 1.2 海浪发电装置研究现状12-19
• 1.2.1 国外海浪发电技术研究现状12-17
• 1.2.2 国内海浪发电技术研究现状17-19
• 1.3 现有海浪发电技术的分类及技术要点19-25
• 1.3.1 振荡水柱式海浪发电技术19-21
• 1.3.2 振荡浮体式海浪发电技术21-23
• 1.3.3 越浪式海浪发电技术23-25
• 1.4 主要研究内容25-26
• 第二章 海浪发电装置机构构型的设计26-34
• 2.1 海浪发电装置构型设计26-29
• 2.1.1 并联机构型综合理论26-27
• 2.1.2 海浪发电装置构型综合27-29
• 2.2 海浪发电装置的整体结构设计及工作原理29-32
• 2.2.1 整体结构设计29-31
• 2.2.2 海浪发电装置工作原理31-32
• 2.3 高压油液系统的设计32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 浮体在海浪作用下的动力学响应34-47
• 3.1 线性微幅波理论34-35
• 3.2 浮体在海浪作用下的动力学模型35-36
• 3.3 受力分析36-40
• 3.3.1 垂直圆柱形浮体的垂直波浪力36-38
• 3.3.2 垂直圆柱形浮体的水平波浪力38-39
• 3.3.3 垂直圆柱形浮体的波浪力矩39
• 3.3.4 垂直圆柱形浮体的诱导力矩39-40
• 3.4 浮体动力学方程求解40-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第四章 海浪发电装置机构运动学和动力学分析47-63
• 4.1 海浪发电装置机构运动学分析47-52
• 4.2 海浪发电装置的运动精度模糊可靠性分析和功率估算52-58
• 4.2.1 运动精度模糊可靠性分析52-57
• 4.2.2 海浪发电装置功率估算57-58
• 4.3 海浪发电装置机构动力学分析58-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 海浪发电装置整体及关键部件的模态分析63-70
• 5.1 引言63
• 5.2 模态分析理论基础63-64
• 5.3 海浪发电装置关键部件和整机模态分析64-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第六章 全文总结及研究展望70-72
• 6.1 全文总结70
• 6.2 研究展望70-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文76
• 攻读硕士学位期间申请专利76

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