波浪发电装置波能转换效率数值模拟研究
发布时间：2021-06-09 01:44
海洋波浪能的研究在过去几十年的时间里取得了显著的进步,世界各国对其进行了大量的研究,研制出多种波能转换装置,有些已经商业化生产。本文研究的摆式波能发电装置是利用一个水室聚波形成立波,悬挂其内的摆板做吸能载体随波浪运动而前后摆动,摆板的摆动带动液压泵,驱使发电机发电。这种装置的主要优点是:结构简单、效率较高、安全性好。在国内已经建有该形式的发电装置。本文利用大型有限元计算软件ADINA,对摆式波能发电装置进行了流固耦合数值模拟分析,为其设计提供参考依据。主要从以下几个方面展开工作:首先,在不规则波浪水槽中进行摆式波能发电装置的物理模型试验研究,变化不同的波况条件和负载,观察摆板的转动,并测得计算输出功率和波能转换效率所需的试验数据。其次,在ADINA中构建二维数值波浪水槽。在此基础上,考虑波浪推动摆板运动,反过来摆板运动又会对波浪的运动形式产生影响,两者的相互作用机理比较复杂,因此,利用ADINA的流固耦合计算功能,建立摆式波能发电装置的数值模型,并利用物理模型试验数据对其进行验证。计算结果与物理模型试验吻合较好,可以到达计算所需精度。最后,基于ALE理论,对摆式波能发电装置的流固耦合系...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球波能分布示意图
装置可靠性。所以 Salter 点头鸭没有得到广泛推广。图 1-2 点头鸭式发电装置置Ocean Power Delivery Ltd）于 1998 年 1是漂浮式的、由若干个圆柱形钢壳结构进而转换成电能的波能装置，如图 1-3 所火力发电相当稳定度的电力[13]。英国海kW 海蛇号波力发电装置的项目。装置的该公司还和加拿大的 BC Hydro 公司签订波力发电装置的备忘录。装置用波面筏作为波能转换装置的方法。这些装置置于每一铰链处，波浪的运动引起波液力活塞并输出机械能，如图 1-4 所示。是最简单的一种波面筏式波能装置，研究
图 1-3 英国海蛇号波力发电站 图 1-4 波面筏波能转换装置四、振荡浮子式波能转换装置振荡浮子式装置是在振荡水柱式装置的基础上发展起来的波能发电装置，它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。它由浮子、连杆、液压传动机构、发电机和保护装置等几部分组成，如图 1-5 所示。振荡浮子式波能装置从工作原理上看，属于利用附体的运动发电，与“点头鸭”式、波面筏式相类似。目前，日本和美国的研究人员已研制了几种利用浮子相对于固定或浮动参照点的运动来发电的波能发电装置。中国科学院广州能源研究所也研制了一种该类型的发电装置——振荡浮子岸式波能转换装置，并已对这种发电装置进行相关物理模型试验研究[8-9,16-17]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国海洋能研究与开发述评[J]. 蒋秋飚,鲍献文,韩雪霜. 海洋开发与管理. 2008(12)
[2]地形对岸式波能装置性能的影响研究[J]. 平丽,董国海,游亚戈,李仕成. 计算力学学报. 2007(01)
[3]ADINA及其在热分析中的应用[J]. 王伟,马连湘,柯顺魁,何燕. 现代机械. 2007(01)
[4]二维水槽数值造波分析研究[J]. 刘加海. 黑龙江水利科技. 2006(02)
[5]国内外海洋能技术的发展与展望[J]. 电气技术. 2005(07)
[6]二维数值水槽波浪生成过程及波浪形态分析[J]. 刘加海,杨永全,张洪雨,李刚. 四川大学学报(工程科学版). 2004(06)
[7]海洋能源利用进展[J]. 高祥帆,游亚戈. 中国高校科技与产业化. 2004(06)
[8]用ALE有限元法建立二维数值波浪水池[J]. 孙江龙,叶恒奎,李国安,王先洲. 华中科技大学学报(自然科学版). 2004(04)
[9]流固耦合应用研究进展[J]. 郭术义,陈举华. 济南大学学报(自然科学版). 2004(02)
[10]流体结构耦联有限元分析的新进展[J]. 刘彤,赵怀普. CAD/CAM与制造业信息化. 2002(07)
博士论文
[1]岸式振荡水柱波能发电装置的试验及数值模拟研究[D]. 刘臻.中国海洋大学 2008
硕士论文
[1]卵形消化池流—固耦合系统的ADINA有限元分析[D]. 陈志涛.天津大学 2007
[2]圆柱形消化池流固耦合动力特性分析[D]. 陈刚.天津大学 2007
[3]振荡浮子式波能转换装置性能的实验研究[D]. 李仕成.大连理工大学 2006
[4]基于FLUENT的二维数值波浪水槽研究[D]. 李胜忠.哈尔滨工业大学 2006
[5]振荡浮子式波能转换装置性能的研究[D]. 平丽.大连理工大学 2005
本文编号：3219655
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球波能分布示意图
装置可靠性。所以 Salter 点头鸭没有得到广泛推广。图 1-2 点头鸭式发电装置置Ocean Power Delivery Ltd）于 1998 年 1是漂浮式的、由若干个圆柱形钢壳结构进而转换成电能的波能装置，如图 1-3 所火力发电相当稳定度的电力[13]。英国海kW 海蛇号波力发电装置的项目。装置的该公司还和加拿大的 BC Hydro 公司签订波力发电装置的备忘录。装置用波面筏作为波能转换装置的方法。这些装置置于每一铰链处，波浪的运动引起波液力活塞并输出机械能，如图 1-4 所示。是最简单的一种波面筏式波能装置，研究
图 1-3 英国海蛇号波力发电站 图 1-4 波面筏波能转换装置四、振荡浮子式波能转换装置振荡浮子式装置是在振荡水柱式装置的基础上发展起来的波能发电装置，它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。它由浮子、连杆、液压传动机构、发电机和保护装置等几部分组成，如图 1-5 所示。振荡浮子式波能装置从工作原理上看，属于利用附体的运动发电，与“点头鸭”式、波面筏式相类似。目前，日本和美国的研究人员已研制了几种利用浮子相对于固定或浮动参照点的运动来发电的波能发电装置。中国科学院广州能源研究所也研制了一种该类型的发电装置——振荡浮子岸式波能转换装置，并已对这种发电装置进行相关物理模型试验研究[8-9,16-17]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国海洋能研究与开发述评[J]. 蒋秋飚,鲍献文,韩雪霜. 海洋开发与管理. 2008(12)
[2]地形对岸式波能装置性能的影响研究[J]. 平丽,董国海,游亚戈,李仕成. 计算力学学报. 2007(01)
[3]ADINA及其在热分析中的应用[J]. 王伟,马连湘,柯顺魁,何燕. 现代机械. 2007(01)
[4]二维水槽数值造波分析研究[J]. 刘加海. 黑龙江水利科技. 2006(02)
[5]国内外海洋能技术的发展与展望[J]. 电气技术. 2005(07)
[6]二维数值水槽波浪生成过程及波浪形态分析[J]. 刘加海,杨永全,张洪雨,李刚. 四川大学学报(工程科学版). 2004(06)
[7]海洋能源利用进展[J]. 高祥帆,游亚戈. 中国高校科技与产业化. 2004(06)
[8]用ALE有限元法建立二维数值波浪水池[J]. 孙江龙,叶恒奎,李国安,王先洲. 华中科技大学学报(自然科学版). 2004(04)
[9]流固耦合应用研究进展[J]. 郭术义,陈举华. 济南大学学报(自然科学版). 2004(02)
[10]流体结构耦联有限元分析的新进展[J]. 刘彤,赵怀普. CAD/CAM与制造业信息化. 2002(07)
博士论文
[1]岸式振荡水柱波能发电装置的试验及数值模拟研究[D]. 刘臻.中国海洋大学 2008
硕士论文
[1]卵形消化池流—固耦合系统的ADINA有限元分析[D]. 陈志涛.天津大学 2007
[2]圆柱形消化池流固耦合动力特性分析[D]. 陈刚.天津大学 2007
[3]振荡浮子式波能转换装置性能的实验研究[D]. 李仕成.大连理工大学 2006
[4]基于FLUENT的二维数值波浪水槽研究[D]. 李胜忠.哈尔滨工业大学 2006
[5]振荡浮子式波能转换装置性能的研究[D]. 平丽.大连理工大学 2005
本文编号：3219655
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3219655.html
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