封闭式波浪能发电装置受力与俘能功率研究
发布时间：2021-08-27 13:05
为开发低能流密度海域波浪能应用潜力,对新型封闭式波浪能发电装置开展受力及俘能功率进行研究。基于三维势流辐射-绕射理论,运用时域分析法,研究了质量对5～20 m浮标直径的封闭式波浪能发电装置F-K力、波浪绕射力和俘能功率的影响。研究发现,在8～14 t的质量要求范围内,随质量的增加,F-K力和波浪绕射力最大增加了127%和88%,俘能功率增加了23.5%～47%。研究结果表明,质量对封闭式波浪能发电装置的受力和俘能功率具有显著影响,通过增加质量的方式可提高波浪能发电装置的俘能功率。该研究可为波浪能发电装置材料选择、功率提升提供理论依据和方法,对开发低能流密度海域波浪能资源具有一定的推动作用。
【文章来源】：自动化仪表. 2019,40(05)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
封闭式波浪能发电装置结构图
水深d/m44．00锚链湿水质量mm/kg12．90锚链等效直径Dm/m0．033受力与俘能功率分析3．1质量对F-K力的影响运用控制变量法，在控制浮标各尺寸不变的条件下，通过在浮标底部内侧均匀增加质量块的方式来改变封闭式波浪能发电装置的整体质量，研究质量对F-K力的影响。研究发现，当封闭式波浪能发电装置浮标直径为5m时，纵摇F-K力的幅值受质量影响变化34．50%，垂荡F-K力值变化较校封闭式波浪能发电装置浮标直径为10～20m时，纵摇和垂荡F-K力值受质量的影响较校封闭式波浪能发电装置纵荡F-K力变化曲线如图2所示。图2中，F-K力随波浪频率的增加呈正弦曲线状变化，F-K力先增大后减小，响应幅值和变化周期不断衰减;F-K力随质量的增加逐渐增大，最大增大量为127%。造成这种现象的原因，一方面是浮标的吃水随质量的增加逐渐增大，波浪作用在浮标上的等效面积增加，浮标受入射波的作用力进一步增加;另一方面是沿波浪传播方向浮标受到锚链拉力束缚的作用。在考虑增大或减弱F-K力的影响时，本项研究表明可从增加或减少质量入手。图2纵荡F-K力变化曲线图Fig．2ThechangingcurvesofsurgeF-Kforce3．2质量对波浪绕射力的影响绕射力是浮标所受波浪力之一。本文基于山东半岛水文信息，并借助水动力计算软件AQWA，对其进行仿真研究。研究发现，当封闭式波浪能发电装置浮标直径为5m时，纵摇方向上的波浪绕射力幅值受质量影响变化24%，垂荡方向上波浪绕射力变化较小。当封闭式波浪能发电装置浮标直径为10～20m时，纵摇和垂荡方向上波浪绕射力受质量的影响较校纵荡绕射力变化曲线如图3所示。图3纵荡绕射力变化曲线图Fig．3Thechangingcurvesofsurgediffractionforce·39·
龃蠡蚣跞鮂-K力的影响时，本项研究表明可从增加或减少质量入手。图2纵荡F-K力变化曲线图Fig．2ThechangingcurvesofsurgeF-Kforce3．2质量对波浪绕射力的影响绕射力是浮标所受波浪力之一。本文基于山东半岛水文信息，并借助水动力计算软件AQWA，对其进行仿真研究。研究发现，当封闭式波浪能发电装置浮标直径为5m时，纵摇方向上的波浪绕射力幅值受质量影响变化24%，垂荡方向上波浪绕射力变化较小。当封闭式波浪能发电装置浮标直径为10～20m时，纵摇和垂荡方向上波浪绕射力受质量的影响较校纵荡绕射力变化曲线如图3所示。图3纵荡绕射力变化曲线图Fig．3Thechangingcurvesofsurgediffractionforce·39·
【参考文献】：
期刊论文
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[2]风力发电塔架振动特性联合仿真应用研究[J]. 程友良,薛占璞. 自动化仪表. 2017(06)
[3]漂浮式波浪能发电平台船艏楔形角及浮子质量的优化研究[J]. 胡珊,何宏舟,郑松根,刘众擎. 可再生能源. 2016(09)
[4]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)
[5]一种点吸式波浪能装置水动力性能优化[J]. 张亮,国威,王树齐. 哈尔滨工业大学学报. 2015(07)
[6]Marine renewable energy in China: Current status and perspectives[J]. Yong-liang ZHANG,Zheng LIN,Qiu-lin LIU. Water Science and Engineering. 2014(03)
[7]黄渤海风、浪、流等海洋水文要素特征分析[J]. 张江泉,郑崇伟,李荣川,钱粤海. 科技资讯. 2013(31)
[8]全球海域波浪能资源储量分析[J]. 郑崇伟,贾本凯,郭随平,庄卉. 资源科学. 2013(08)
[9]风力发电系统技术的发展综述[J]. 程启明,程尹曼,王映斐,汪明媚. 自动化仪表. 2012(01)
[10]水流中锚链阻力系数测量的实验设计[J]. 于洋. 实验力学. 2010(03)
硕士论文
[1]组合型振荡浮子波能发电装置研究[D]. 高人杰.中国海洋大学 2012
本文编号：3366406
【文章来源】：自动化仪表. 2019,40(05)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
封闭式波浪能发电装置结构图
水深d/m44．00锚链湿水质量mm/kg12．90锚链等效直径Dm/m0．033受力与俘能功率分析3．1质量对F-K力的影响运用控制变量法，在控制浮标各尺寸不变的条件下，通过在浮标底部内侧均匀增加质量块的方式来改变封闭式波浪能发电装置的整体质量，研究质量对F-K力的影响。研究发现，当封闭式波浪能发电装置浮标直径为5m时，纵摇F-K力的幅值受质量影响变化34．50%，垂荡F-K力值变化较校封闭式波浪能发电装置浮标直径为10～20m时，纵摇和垂荡F-K力值受质量的影响较校封闭式波浪能发电装置纵荡F-K力变化曲线如图2所示。图2中，F-K力随波浪频率的增加呈正弦曲线状变化，F-K力先增大后减小，响应幅值和变化周期不断衰减;F-K力随质量的增加逐渐增大，最大增大量为127%。造成这种现象的原因，一方面是浮标的吃水随质量的增加逐渐增大，波浪作用在浮标上的等效面积增加，浮标受入射波的作用力进一步增加;另一方面是沿波浪传播方向浮标受到锚链拉力束缚的作用。在考虑增大或减弱F-K力的影响时，本项研究表明可从增加或减少质量入手。图2纵荡F-K力变化曲线图Fig．2ThechangingcurvesofsurgeF-Kforce3．2质量对波浪绕射力的影响绕射力是浮标所受波浪力之一。本文基于山东半岛水文信息，并借助水动力计算软件AQWA，对其进行仿真研究。研究发现，当封闭式波浪能发电装置浮标直径为5m时，纵摇方向上的波浪绕射力幅值受质量影响变化24%，垂荡方向上波浪绕射力变化较小。当封闭式波浪能发电装置浮标直径为10～20m时，纵摇和垂荡方向上波浪绕射力受质量的影响较校纵荡绕射力变化曲线如图3所示。图3纵荡绕射力变化曲线图Fig．3Thechangingcurvesofsurgediffractionforce·39·
龃蠡蚣跞鮂-K力的影响时，本项研究表明可从增加或减少质量入手。图2纵荡F-K力变化曲线图Fig．2ThechangingcurvesofsurgeF-Kforce3．2质量对波浪绕射力的影响绕射力是浮标所受波浪力之一。本文基于山东半岛水文信息，并借助水动力计算软件AQWA，对其进行仿真研究。研究发现，当封闭式波浪能发电装置浮标直径为5m时，纵摇方向上的波浪绕射力幅值受质量影响变化24%，垂荡方向上波浪绕射力变化较小。当封闭式波浪能发电装置浮标直径为10～20m时，纵摇和垂荡方向上波浪绕射力受质量的影响较校纵荡绕射力变化曲线如图3所示。图3纵荡绕射力变化曲线图Fig．3Thechangingcurvesofsurgediffractionforce·39·
【参考文献】：
期刊论文
[1]Numerical analysis of shell-side flow-induced vibration of elastic tube bundle in heat exchanger[J]. 季家东,葛培琪,毕文波. Journal of Hydrodynamics. 2018(02)
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[9]风力发电系统技术的发展综述[J]. 程启明,程尹曼,王映斐,汪明媚. 自动化仪表. 2012(01)
[10]水流中锚链阻力系数测量的实验设计[J]. 于洋. 实验力学. 2010(03)
硕士论文
[1]组合型振荡浮子波能发电装置研究[D]. 高人杰.中国海洋大学 2012
本文编号：3366406
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3366406.html
