南海岛礁筏式波浪能发电装置数值仿真与试验研究

发布时间：2023-05-30 20:33

　　南海岛礁开发与发展是我国战略重心,其生活用电以及军事需求巨大,但一直以来岛礁的发电方式单一、能源补给困难等问题突出,对成本低、安全可靠、维护简便的清洁能源回收系统有着较大需求。本文针对南海岛礁能源需求,分析了南海能源来源方式,选取筏式波浪能量回收装置(Wave Energy Harvesting Rafts,WEHR)作为研究结构,基于多缸WEHR的理论分析结果构建其数学模型,并结合南海波浪条件,对装置部件进行最优化选型,提出了液压缸行程、缸径比的最优取值。实现了南海岛礁波浪特性下的筏式波浪能装置样机试建,本文主要工作包括:(1)针对南海能量来源方式单一的问题,归纳了南海岛礁能量来源的研究现状,详细讨论经典的波浪能量回收装置(Wave Energy Harvesting,WEH)的结构模式以及建模仿真分析。提出了采用筏式波浪能发电装置发电作为南海能源补充的一种方式。(2)针对多缸筏式波浪能发电装置的理论研究缺乏的问题,构建了多缸波浪能发电装置液压原理,依据响应分析,进行结构设计,并对理想海浪激励条件下的活塞运动、蓄能器稳流过程、发电机工作过程中扭矩与发电能力等表达式进行了理论推导和计算...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题依据和研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 海洋岛礁电力来源方式研究现状
        1.2.2 WEH结构设计与典型装置研究现状
        1.2.3 WEH建模仿真研究现状
        1.2.4 国外建模仿真现状
    1.3 研究内容
第二章 多缸WEHR基本理论分析
    2.1 装置理论模型设计
        2.1.1 系统理论模型设计
        2.1.2 液压缸连接模型设计
    2.2 海浪模型分析
    2.3 多缸WEHR响应分析与结构设计
        2.3.1 多缸WEHR响应分析
        2.3.2 WEHR结构设计
    2.4 液压缸与单向阀理论分析
    2.5 蓄能器与液压马达理论分析
    2.6 发电机理论分析
    2.7 本章小结
第三章 多缸WEHR数值建模与仿真研究
    3.1 南海波浪特征分析
    3.2 机械传动构件参数选取
        3.2.1 液压缸行程选取
        3.2.2 液压缸缸径选取
        3.2.3 液压缸杆径选取
    3.3 液压传动构件参数选取
        3.3.1 液压油和单向阀口建模
        3.3.2 蓄能器建模
        3.3.3 马达建模
    3.4 液电转换构件参数选取
    3.5 仿真结果分析
    3.6 本章小结
第四章 多缸WEHR原样机设计与试验研究
    4.1 机械传动构件选型
        4.1.1 筏板结构设计制造
        4.1.2 液压缸选型
        4.1.3 单向阀选型
    4.2 液压传动构件选型
        4.2.1 流量计选型
        4.2.2 蓄能器选型
        4.2.3 液压马达选型
    4.3 液电转换构件选型
        4.3.1 发电机选型
        4.3.2 电子负载选型
    4.4 原理样机试验及结果分析
        4.4.1 原理样机组装
        4.4.2 试验方案
        4.4.3 样机试验及结果分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果



本文编号：3824990