组合型振荡浮子波能发电装置研究

发布时间：2020-06-27 03:13

【摘要】：在能源、环境、经济和人口等多方压力及影响下，探寻和发展新能源的开发利用已经成为大势所趋。在众多新能源中，占地球表面近71%的海洋所蕴含的大量海洋能尤其引人关注，其中波浪能由于具有分布广泛、能流密度高、价格低廉等特点，至今仍是实用化与商业化程度最高的海洋可再生能源之一。 波浪能发电装置形式多样，但可靠性、稳定性和安全性一直是限制波浪能发电装置发展的瓶颈。从国内外发展趋势上看，以振荡浮子为能量摄取机构、机械液压为能量传递模式的第三代装置已经成为波浪能开发的主流和热点。 本文提出了一种符合我国波浪能资源特点的振荡浮子波能发电装置，该装置的核心是依靠振荡浮子的运动捕能。将波浪能转化为浮子振动的机械能是该装置能量转换的第一步，直接决定装置的能量转换效率。本文遴选出了影响浮子捕能效率的因素并对装置浮子进行了优化，主要研究工作包括： 1）从浮子选型的理论分析入手，针对规则的圆柱形振荡浮子运动特性进行了基于势函数理论和牛顿第二定律的理论分析，对比了两种解法的理论基础及结果的异同，得到两种解法可以互作验证和参考的结论；进而对圆锥形振荡浮子和球形振荡浮子进行了基于牛顿第二定律的理论分析，得到在同样波浪条件及静水面圆截面面积相等的情况下，圆锥形浮子捕能效率最优的结论； 2）用AQWA软件对以上理论分析中不同型式的振荡浮子随波运动进行数值模拟，验证了理论分析的结果，为此类波浪发电装置振荡浮子初步选型提供依据； 3）继续用AQWA软件对不同尺寸、不同吃水深度及不同波浪条件下的圆锥形浮子的垂荡运动进行模拟，对浮体进行优化设计； 4）将理论分析和数值模拟的结果与圆柱形浮子的规则波物理模型试验结果进行对比，并分析产生差异的原因，通过代入经验系数的方法对其进行了拟合。
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM61;P743.2

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 闫功伟;欧进萍;;基于AQWA的张力腿平台动力响应分析[J];东南大学学报(自然科学版);2009年S2期

2 王传昆;我国海洋能资源开发现状和战略目标及对策[J];动力工程;1997年05期

3 勾艳芬;叶家玮;李峰;;阵列振荡浮子式波能转换装置试验[J];广东造船;2007年02期

4 陈荣;;ANSYS在自升式平台结构强度分析中的应用[J];广东造船;2007年04期

5 董秀红;;沉箱上圆柱形浮体的响应和水动力特性分析[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2008年03期

6 李彬彬;欧进萍;;Truss Spar平台垂荡响应频域分析[J];海洋工程;2009年01期

7 杨立军;肖龙飞;杨建民;;半潜式平台垂向运动低频响应特性[J];海洋工程;2010年02期

8 滕斌;郑苗子;姜胜超;勾莹;吕林;;Spar平台垂荡板水动力系数计算与分析[J];海洋工程;2010年03期

9 熊焰;王海峰;崔琳;郭毅;黄勇;;大管岛多能互补独立发电系统的发电量设计[J];海洋技术;2009年01期

10 张正敏 ,王革华 ,高虎;中国可再生能源发展战略与政策研究[J];经济研究参考;2004年84期

相关硕士学位论文 前4条

1 焦建辉;OWC发电装置二次能量转换系统的优化设计研究[D];中国海洋大学;2011年

2 平丽;振荡浮子式波能转换装置性能的研究[D];大连理工大学;2005年

3 刘日明;张力腿平台的波频耦合动力响应分析[D];哈尔滨工程大学;2005年

4 李仕成;振荡浮子式波能转换装置性能的实验研究[D];大连理工大学;2006年

本文编号：2731257