悬挂摆板式波力发电装置的水动力性能研究
发布时间：2021-01-10 12:36
目前波浪能已经成为世界上最主要的可利用的可再生能源之一。悬挂摆式波浪能转换装置是小型结构。有投资成本低,易于监测维修等特点。因而,其极具开发前景。本文研究悬挂摆板与波浪的相互作用,探索其水动力性能变化的规律。对于长时间受波浪冲击的悬挂摆板,摆板易于折损,使用寿命缩减。因而,通过在摆板上设置规则排列矩形孔洞,达到减少摆板水平力的优化作用。首先需要验证数值水槽的波浪稳定性以及与试验水槽波浪的拟合度,本文应用STAR-CCM+软件,建立二维、三维数值波浪水槽,与物理试验波浪衰减比进行比对,结果拟合较好。不同波高下,悬挂摆板的摆角数值模拟计算结果与物理实验结果进行对比验证。摆角幅值拟合结果较好,证明数值模型选择的合理性,可以满足实际工程应用。在二维的情况下,研究水室的长度与波长的比的影响,发现在水室长与波长的比为1/4时,摆板的水平力达到最小值;在变化摆板入水深度与水深的比为1/5时,摆板的摆角达到最大值,水平力最小;在特定波况下,改变摆板的负载阻尼系数,发现波浪周期为1s时,负载阻尼系数为0.0098Nmsrad-1时,悬挂摆板的波浪能转换效率达到最大值21.8%;研究在固定负载状态下,波浪...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
振荡水柱式波浪能利用装置
波浪：＿?誠八??Ｊ＾１?Ｉ?ＩＩ??图１．１振荡水柱式波浪能利用装置??２、振荡浮子式波浪能利用装置??振荡浮子式波浪能利用装置的工作原理是浮子随着波浪的流动上下浮动。浮子是波??浪能开发利用的主要装置，在浮子运动过程中活塞泵作为一种转换装置，它成功的把浮??子运动产生的机械能转为液压能，随后液压马达驱动发电机做功发电。其中美国Ｏｃｅａｎ??Ｐｏｗｅｒ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司研发了一种振荡浮子式波浪能利用装置，是轴对称式双体升沉??系统，被称为波能浮筒。它是由一个片形浮体和一个圆柱组成。在该装置工作时，片形??浮体相对于圆柱浮体做垂荡运动，使波浪能转换为液压能，而后驱动液压系统进行能量??转换［４］。该装置的缺点是：首先该装置的抗波浪冲击的性能较差，而且该装置的水动力??性能是不稳定的，很难达到较高水平。由于装置前面的反射波很大，装置背后的波浪也??很大，难以达到较高的转换效率。??
波浪：＿?誠八??Ｊ＾１?Ｉ?ＩＩ??图１．１振荡水柱式波浪能利用装置??２、振荡浮子式波浪能利用装置??振荡浮子式波浪能利用装置的工作原理是浮子随着波浪的流动上下浮动。浮子是波??浪能开发利用的主要装置，在浮子运动过程中活塞泵作为一种转换装置，它成功的把浮??子运动产生的机械能转为液压能，随后液压马达驱动发电机做功发电。其中美国Ｏｃｅａｎ??Ｐｏｗｅｒ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司研发了一种振荡浮子式波浪能利用装置，是轴对称式双体升沉??系统，被称为波能浮筒。它是由一个片形浮体和一个圆柱组成。在该装置工作时，片形??浮体相对于圆柱浮体做垂荡运动，使波浪能转换为液压能，而后驱动液压系统进行能量??转换［４］。该装置的缺点是：首先该装置的抗波浪冲击的性能较差，而且该装置的水动力??性能是不稳定的，很难达到较高水平。由于装置前面的反射波很大，装置背后的波浪也??很大，难以达到较高的转换效率。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]浮力摆式波浪能发电装置时域研究[J]. 李松剑,潘卫明,刘靖飙,李威,蔡勇,杨欣. 太阳能学报. 2017(02)
[2]摆动叶片式波浪能发电装置的水动力性能分析[J]. 张兴,李国富,吴林杰,张强,王正才. 水资源与水工程学报. 2017(01)
[3]新型透空式防波堤消浪性能研究[J]. 赵军. 中国水运(下半月). 2017(02)
[4]波浪能捕获及发电装置研究进展与技术分析[J]. 鄂世举,金建华,曹建波,郭壮,任钰雪,夏文俊,蔡建程,朱喜林. 机电工程. 2016(12)
[5]底铰摆式波浪能转换装置实验研究[J]. 邱守强,王冬姣,叶家玮,梁富琳,苏成. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2017(05)
[6]防波堤中波浪能利用装置的研究[J]. 刘加利,王广业,孙在松. 科技创新与应用. 2016(32)
[7]悬挂摆式波能发电装置聚波口的优化设计[J]. 訚耀保,张阳. 中国工程机械学报. 2016(05)
[8]浮力摆式波浪能发电装置结构设计与强度优化[J]. 李蒙,李雪临,王兵振,段云棋. 海洋技术学报. 2016(05)
[9]浮力摆式波浪能发电装置水动力性能优化研究[J]. 李雪临,王项南,王兵振,张中华,李蒙,黄勇,夏增艳. 太阳能学报. 2016(05)
[10]波浪水槽中Stokes五阶波的数值生成[J]. 李邦华,郑向远,李炜,荣维栋. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2016(02)
博士论文
[1]波浪与海流作用下跨海大桥下部结构受力特性研究[D]. 黄雯.华中科技大学 2016
[2]摆式波能转换装置研究[D]. 邱守强.华南理工大学 2013
[3]振荡浮子式波浪发电装置的水动力学特性研究[D]. 马哲.中国海洋大学 2013
[4]浮力摆式波浪能装置的水动力性能研究[D]. 赵海涛.浙江大学 2012
[5]浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究[D]. 张大海.浙江大学 2011
硕士论文
[1]浮力摆式波浪能转化装置的数值模拟[D]. 张宇.华北电力大学 2015
[2]黑龙江省生物质能产业竞争力提升研究[D]. 赵越.哈尔滨商业大学 2014
[3]内部摆式波能转换装置水动力性能的数值研究[D]. 黄一凡.大连理工大学 2014
[4]摆板式波浪能利用装置的动力特性模拟研究[D]. 孙启超.山东大学 2014
[5]振荡浮子式波浪能发电装置浮子的水动力学仿真[D]. 孙玉健.中国海洋大学 2013
[6]摆式波能转换装置水动力特性的数值分析[D]. 陈文.大连理工大学 2012
[7]浮力摆式波浪能发电装置仿真与实验研究[D]. 黄炜.浙江大学 2012
[8]基于摆式波能转换装置直接进行海水淡化的研究[D]. 林润生.华南理工大学 2010
[9]波浪与摆式发电装置相互作用的数值模拟研究[D]. 田育丰.天津大学 2010
[10]波浪发电装置波能转换效率数值模拟研究[D]. 王彦龙.天津大学 2009
本文编号：2968719
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
振荡水柱式波浪能利用装置
波浪：＿?誠八??Ｊ＾１?Ｉ?ＩＩ??图１．１振荡水柱式波浪能利用装置??２、振荡浮子式波浪能利用装置??振荡浮子式波浪能利用装置的工作原理是浮子随着波浪的流动上下浮动。浮子是波??浪能开发利用的主要装置，在浮子运动过程中活塞泵作为一种转换装置，它成功的把浮??子运动产生的机械能转为液压能，随后液压马达驱动发电机做功发电。其中美国Ｏｃｅａｎ??Ｐｏｗｅｒ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司研发了一种振荡浮子式波浪能利用装置，是轴对称式双体升沉??系统，被称为波能浮筒。它是由一个片形浮体和一个圆柱组成。在该装置工作时，片形??浮体相对于圆柱浮体做垂荡运动，使波浪能转换为液压能，而后驱动液压系统进行能量??转换［４］。该装置的缺点是：首先该装置的抗波浪冲击的性能较差，而且该装置的水动力??性能是不稳定的，很难达到较高水平。由于装置前面的反射波很大，装置背后的波浪也??很大，难以达到较高的转换效率。??
波浪：＿?誠八??Ｊ＾１?Ｉ?ＩＩ??图１．１振荡水柱式波浪能利用装置??２、振荡浮子式波浪能利用装置??振荡浮子式波浪能利用装置的工作原理是浮子随着波浪的流动上下浮动。浮子是波??浪能开发利用的主要装置，在浮子运动过程中活塞泵作为一种转换装置，它成功的把浮??子运动产生的机械能转为液压能，随后液压马达驱动发电机做功发电。其中美国Ｏｃｅａｎ??Ｐｏｗｅｒ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ公司研发了一种振荡浮子式波浪能利用装置，是轴对称式双体升沉??系统，被称为波能浮筒。它是由一个片形浮体和一个圆柱组成。在该装置工作时，片形??浮体相对于圆柱浮体做垂荡运动，使波浪能转换为液压能，而后驱动液压系统进行能量??转换［４］。该装置的缺点是：首先该装置的抗波浪冲击的性能较差，而且该装置的水动力??性能是不稳定的，很难达到较高水平。由于装置前面的反射波很大，装置背后的波浪也??很大，难以达到较高的转换效率。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]浮力摆式波浪能发电装置时域研究[J]. 李松剑,潘卫明,刘靖飙,李威,蔡勇,杨欣. 太阳能学报. 2017(02)
[2]摆动叶片式波浪能发电装置的水动力性能分析[J]. 张兴,李国富,吴林杰,张强,王正才. 水资源与水工程学报. 2017(01)
[3]新型透空式防波堤消浪性能研究[J]. 赵军. 中国水运(下半月). 2017(02)
[4]波浪能捕获及发电装置研究进展与技术分析[J]. 鄂世举,金建华,曹建波,郭壮,任钰雪,夏文俊,蔡建程,朱喜林. 机电工程. 2016(12)
[5]底铰摆式波浪能转换装置实验研究[J]. 邱守强,王冬姣,叶家玮,梁富琳,苏成. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2017(05)
[6]防波堤中波浪能利用装置的研究[J]. 刘加利,王广业,孙在松. 科技创新与应用. 2016(32)
[7]悬挂摆式波能发电装置聚波口的优化设计[J]. 訚耀保,张阳. 中国工程机械学报. 2016(05)
[8]浮力摆式波浪能发电装置结构设计与强度优化[J]. 李蒙,李雪临,王兵振,段云棋. 海洋技术学报. 2016(05)
[9]浮力摆式波浪能发电装置水动力性能优化研究[J]. 李雪临,王项南,王兵振,张中华,李蒙,黄勇,夏增艳. 太阳能学报. 2016(05)
[10]波浪水槽中Stokes五阶波的数值生成[J]. 李邦华,郑向远,李炜,荣维栋. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2016(02)
博士论文
[1]波浪与海流作用下跨海大桥下部结构受力特性研究[D]. 黄雯.华中科技大学 2016
[2]摆式波能转换装置研究[D]. 邱守强.华南理工大学 2013
[3]振荡浮子式波浪发电装置的水动力学特性研究[D]. 马哲.中国海洋大学 2013
[4]浮力摆式波浪能装置的水动力性能研究[D]. 赵海涛.浙江大学 2012
[5]浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究[D]. 张大海.浙江大学 2011
硕士论文
[1]浮力摆式波浪能转化装置的数值模拟[D]. 张宇.华北电力大学 2015
[2]黑龙江省生物质能产业竞争力提升研究[D]. 赵越.哈尔滨商业大学 2014
[3]内部摆式波能转换装置水动力性能的数值研究[D]. 黄一凡.大连理工大学 2014
[4]摆板式波浪能利用装置的动力特性模拟研究[D]. 孙启超.山东大学 2014
[5]振荡浮子式波浪能发电装置浮子的水动力学仿真[D]. 孙玉健.中国海洋大学 2013
[6]摆式波能转换装置水动力特性的数值分析[D]. 陈文.大连理工大学 2012
[7]浮力摆式波浪能发电装置仿真与实验研究[D]. 黄炜.浙江大学 2012
[8]基于摆式波能转换装置直接进行海水淡化的研究[D]. 林润生.华南理工大学 2010
[9]波浪与摆式发电装置相互作用的数值模拟研究[D]. 田育丰.天津大学 2010
[10]波浪发电装置波能转换效率数值模拟研究[D]. 王彦龙.天津大学 2009
本文编号：2968719
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