浮力摆式波浪能装置的水动力性能研究

发布时间：2025-01-14 10:37

　　目前海洋波浪能开发备受关注,在众多的波浪能利用技术中,浮力摆技术的频率响应范围宽、转换效率较高、抗浪能力强、可扩展性好,因而极具开发前景。在国外,某些浮力摆式波浪能装置已接近商业化,而在国内,浮力摆装置的研发却相对滞后。由于海况条件的巨大差异,为将浮力摆式波浪能利用技术成功应用于我国,结合我国的实际情况进行系统地自主研发是必不可少的,而水动力性能研究是其中的基础性工作。考虑到我国日常波浪较小、极端天气较频繁的海况条件,波浪能装置的水动力性能研究就显得尤其重要。 本文针对我国海况条件,采用理论分析、数值模拟和模型实验相结合的方法,系统地研究了浮力摆式波浪能装置的水动力性能,着重分析了PTO阻尼特性和参数变化对装置水动力性能的影响。 基于线性波理论推导了波浪对浮力摆作用的二维解析解,采用解析解研究了浮力摆装置的基本动力特性,分析了水深、板宽、板厚、板密度等参数对装置水动力性能的影响。研究表明：二维情况下,浮力摆装置的最大俘获宽度比为50%,水深对装置水动力性能的影响较大,板厚和密度的影响较小。当PTO阻尼采用低频辐射阻尼时,装置的俘获宽度比与满足阻尼匹配条件的情况下基本相同,当采...

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2波浪能发电装置分类及国外代表性装置

新型浮力摆式波浪能发电装置水动力性能研究3请了波浪能利用专利，波浪能从此逐渐被人们所熟知[13]。如今，波浪能发电技术已经展开了200多年的研究，据统计，全球范围内已有超过1500多个不同的波浪能发电装置专利，参与研发的国家也越来越多[14]。波浪能发电装置的分类方法有很多。按照....

图1.5日本海洋科学技术中心研发的MightyWhale装置

新型浮力摆式波浪能发电装置水动力性能研究5图1.5日本海洋科学技术中心研发的MightyWhale装置图1.6澳大利亚研制的Mk3装置越浪式波浪能发电装置是利用收缩波道技术，根据波浪会在斜坡汇聚爬升的特点，利用收缩波道或者斜坡将波浪引入高位水库，把波浪能转换为重力势能并储存起来[....

图1.6澳大利亚研制的Mk3装置

新型浮力摆式波浪能发电装置水动力性能研究5图1.5日本海洋科学技术中心研发的MightyWhale装置图1.6澳大利亚研制的Mk3装置越浪式波浪能发电装置是利用收缩波道技术，根据波浪会在斜坡汇聚爬升的特点，利用收缩波道或者斜坡将波浪引入高位水库，把波浪能转换为重力势能并储存起来[....

图1.9“鹰式一号”非工作状态

新型浮力摆式波浪能发电装置水动力性能研究7了该装置具有较高的发电效率以及工程便利性[34]。图1.9“鹰式一号”非工作状态图1.10“鹰式一号”工作状态基于“鹰式一号”概念样机的成功海试，2015年100kW鹰式波浪能发电装置“万山号”投入珠海进行海试（如图1.11所示）[35]....

本文编号：4026817