浮子式波浪发电装置垂荡运动时域预测方法研究

发布时间：2017-12-08 22:26

  本文关键词：浮子式波浪发电装置垂荡运动时域预测方法研究

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【摘要】：预测浮子运动是研究设计、优化和控制浮子式波浪发电装置的重要内容。浮子的运动过程中可能出现“漂浮”、“悬挂”或“浸没”，但目前通用的预测方法只考虑了“漂浮”状态的运动，，而忽略了“悬挂”和“浸没”的情况。为此，本文根据浮子式波浪发电装置的运动特点，提出了一种预测浮子垂荡运动的时域方法。本文的主要内容及结论如下： 将浮子受到的流体力分解为入射波引起的瞬时浮力和因浮子与流体的相对运动引起散射力，并基于势流理论进行了计算公式推导。其中浮子运动物面条件在瞬时湿表面上满足，并忽略了记忆效应项； 从理论上分析了忽略记忆效应项的原因，认为是功率输出阻尼力所产生的结果； 建立了浮子在波浪作用下垂荡运动方程，并在时域内进行求解，其中水动力系数的计算借助了商业软件SESAM； 通过与“海院1号”实测数据比较，分析了散射余波记忆项对计算结果的影响，得出了散射余波记忆效应可以忽略的结论，同时验证了本文提出的时域求解方法的有效性； 与线性时域方法进行了对比，结果表明，本文的方法误差较小且耗时较少； 给出了浮子在波浪作用下垂荡运动短期和长期预报方法，通过计算可获得浮子的最佳质量、系统液压力和平均传输功率。 综上所述，本文提出了一种考虑到瞬时湿表面变化以及功率输出阻尼力影响的时域方法并将其应用于“海院1号”发电平台的分析中。该方法能够反映浮子的运动特点，耗时少且精度较高，为进一步深入探寻浮子式波浪发电装置的运动机理，提高装置效率奠定了理论和应用基础。
【学位授予单位】：浙江海洋学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P743.2;TM612

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本文编号：1268062