振荡浮子式波能转换装置性能的研究

发布时间：2017-05-12 13:22

  本文关键词：振荡浮子式波能转换装置性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：海洋波浪能作为一种无污染的可再生能源,长期以来,世界各国对其投入了大量的研究,研制出了多种波能转换装置,并应用于生产。 本文研究的振荡浮子(OD)式波能转换装置是用一个放在港中的浮子作为波浪能的吸收载体,然后将浮子吸收的能量通过一个放在岸上的机械或液压装置转换出去,用来驱动电机发电。这种装置的主要优点是建造成本低、转换效率高;相对的,稳定性较差,特别适用于波能密度较低的国家,比如中国适合采用这种装置。 对振动浮子式波能转换装置的研究,本文从以下几个方面展开工作: (1)基于线性势流理论,用边界元法对装置附近的水域,包括装置附近的地形,进行分析,来研究装置的水动力性能,得出装置的俘获宽度比和最优阻尼的表达式;(2)通过十六个算例来研究装置附近地形及其装置的主要设计参数对装置性能的影响。得出带前港的地形对提高装置的效率很有意义。通过计算还得到,主要设计参数对装置的性能都有一定的影响,可以在所需的周期区间上对装置进行参数优化来提高装置的性能。并且,给出了俘获宽度比随地形变化的曲线图、俘获宽度比随装置参数变化的曲线图。对实际中的工程选址有一定的参考价值;(3)针对中国南方海域,对装置进行参数优化,得出了几组最优结果,给实际波能电站的设计提供了一个理论依据;(4)比较了改进前与改进后的两种振动浮子式波能装置的性能,表明改进后的装置在转换效率、尤其在装置的可靠性上有了很大的改善。最后,用实验结果验证了本文理论方法的正确性。 最后得出:振荡浮子式波能装置是一种有极好前景的波能装置。
【关键词】：振动浮子式(OD)波能转换装置 波能密度 俘获宽度比 最优阻尼 转换效率
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TK73
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-22
• 1．1 课题背景及研究的意义9-10
• 1．2 国内外研究成果综述10-21
• 1．2．1 Salter“点头鸭”(Duck)式波能转换装置10-12
• 1．2．2 英国海蛇号(Pelamis)波力发电装置12
• 1．2．3 收缩波道式波能转换装置12-13
• 1．2．4 振荡水柱(OWC)式波能转换装置13-15
• 1．2．5 摆式波能转换装置15
• 1．2．6 Cockerell-Haren波面筏式波能转换装置15-17
• 1．2．7 Russell整流器式波能转换装置17-18
• 1．2．8 振荡浮子式波能转换装置18-21
• 1．3 本论文研究的主要内容21-22
• 2 复杂地形下岸式波能装置的水动力性能的研究22-40
• 2．1 引言22-23
• 2．2 方法简介23-39
• 2．2．1 基本假设23-25
• 2．2．2 计算外域B的速度势25-29
• 2．2．3 计算内域A的速度势29-32
• 2．2．4 作用在浮子上的力F_t的计算32-35
• 2．2．5 浮子平均吸收的功率、最佳阻尼、浮子输出效率的计算35-39
• 2．3 小结39-40
• 3 地形及其参数对岸式波能装置性能的影响40-50
• 3．1 引言40
• 3．2 数值算例40-43
• 3．3 计算结果与分析43-49
• 3．3．1 地形对俘获宽度比(W_(opt))的影响44
• 3．3．2 地形对最优阻尼(Copt)的影响44-47
• 3．3．3 各个参数的影响47-49
• 3．4 本章小结49-50
• 4 振荡浮子式波能转换装置的优化计算50-63
• 4．1 引言50
• 4．2 对装置参数的优化50-56
• 4．2．1 对前港长的优化51-52
• 4．2．2 对浮子长的优化52-53
• 4．2．3 对港内水深的优化53-54
• 4．2．4 滑道斜角的优化54-55
• 4．2．5 等深域水深对装置性能的影响55
• 4．2．6 数值计算优化及分析结果55-56
• 4．3 验证一元优化的可行性56-62
• 4．3．1 前港长HL的独立性56-57
• 4．3．2 浮子长BL的独立性57-59
• 4．3．3 港内水深D的独立性59-61
• 4．3．4 滑道斜角α的独立性61
• 4．3．5 结果分析61-62
• 4．4 本章小结62-63
• 5 结果比较与验证63-72
• 5．1 引言63
• 5．2 两种装置的数值计算结果比较63-68
• 5．2．1 前港长的影响63-65
• 5．2．2 浮子长的影响65-66
• 5．2．3 港内水深的影响66-67
• 5．2．4 最优结果比较67-68
• 5．3 结果验证68-71
• 5．4 本章小结71-72
• 结论72-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况78-79
• 致谢79-80
• 大连理工大学学位论文版权使用授权书80

【引证文献】

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本文编号：359920