漂浮摆式波浪能发电装置的水动力性能研究
发布时间：2021-10-20 14:15
漂浮摆波浪能发电装置是一种固定在岸边的波浪能发电装置,装置能够为离岸小岛以及内陆城市提供能量,由于固定在岸边,此类装置具有安装方便,维护简单等优点,同时,此类装置避免了离岸波浪能发电装置电能传输的问题。对于此类波浪能发电装置,装置的物理外形以及如何实现装置与入射波浪的共振是提高装置波浪能俘获效率的两个关键因素,本文基于我国东海波浪能资源分布和波浪要素特点,设计研究了一种漂浮摆式波浪能发电装置,并通过对其水动力性能研究优化装置的迎波面外形,本文主要内容包括以下几个方面。本文首先参照以色列ECOWAVE公司的POWERWING波浪能发电装置,结合浙江大学海洋学院大型断面水槽可试验装置尺寸限制确定所设计漂浮摆的基本外形尺寸。然后,本文介绍了在基本外形尺寸基础上对漂浮摆装置的优化过程,首先运用变步长消波与多孔介质消波两种方法结合的方式减小了所用仿真软件Flow-3D在模拟波浪过程中波浪反射率,然后在Flow-3D中搭建一个装置与波浪耦合的模型,所有仿真中所用的漂浮摆浮子体积与转动惯量相同,转轴位置也相同。首先模拟了五种基本外形浮子在相同波浪条件的耦合作用,通过装置在一个周期内的最大转角确定一个...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1. 绪论
1.1 研究意义和背景
1.2 摆式波浪能发电装置研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 波浪能装置的水动力学分析方法国内外研究现状
1.4 研究目标与技术难点
1.5 研究内容
1.6 本章小结
2. 深浮摆波浪能装置的基本原理
2.1 引言
2.2 漂浮摆式波浪能装置的力学模型
2.2.1 漂浮摆波浪能装置的原理
2.2.2 漂浮摆波浪能装置的力学模型
2.3 FLOW-3D简介与其流固耦合理论
2.3.1 Flow-3D简介
2.3.2 Flow-3D流固耦合理论
2.4 本章小结
3. 数值波浪水槽建模与优化
3.1 引言
3.2 数值波浪水槽的建模
3.2.1 边界条件与初始条件
3.2.2 网格划分
3.3 数值波浪水槽的优化
3.3.1 线性波浪的模拟
3.3.2 多孔介质消波方法
3.3.3 变步长消波方法
3.3.4 混合消波方法
3.4 本章小结
4. 波浪与漂浮摆的耦合模拟
4.1 引言
4.2 流固耦合模型的建立
4.2.1 物理模型设置
4.2.2 FAVOR网格处理方法
4.3 三维模型优化
4.3.1 简单外形浮子的优化
4.3.2 斜面的进一步优化
4.4 本章小结
5. 漂浮摆波浪能装置水池实验
5.1 引言
5.2 试验目的
5.3 试验装置
5.3.1 试验水槽
5.3.2 装置模型
5.4 试验过程
5.4.1 规则波条件下的模拟
5.5 结果分析
5.6 本章小结
6. 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 存在问题总结以及工作展望
6.2.1 存在问题总结
6.2.2 工作展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]“万山号”在大浪中稳定发电[J]. 朱汉斌. 军民两用技术与产品. 2016(13)
[2]鹰式波浪能发电装置发电系统研究[J]. 盛松伟,张亚群,王坤林,叶寅,游亚戈. 可再生能源. 2015(09)
[3]“鹰式一号”波浪能发电装置研究[J]. 盛松伟,张亚群,王坤林,王振鹏,吝红军,叶寅. 船舶工程. 2015(09)
[4]鹰式装置“万山号”总体设计概述[J]. 盛松伟,张亚群,王坤林,吝红军,王文胜,陈爱菊. 船舶工程. 2015(S1)
[5]海洋能开发[J]. 能源与节能. 2012(08)
[6]我国海洋能开发利用发展战略研究的基本思路[J]. 赵世明,刘富铀,张俊海,张智慧,白杨,张榕. 海洋技术. 2008(03)
[7]世界能源格局与中国的能源安全[J]. 张宇燕,管清友. 世界经济. 2007(09)
[8]二维浮体大幅运动水动力物面非线性时域解[J]. 段文洋,戴遗山. 哈尔滨工程大学学报. 1997(05)
[9]船舶在波浪中航行时绕射问题的线性时域解[J]. 周正全,张亮,戴遗山. 中国造船. 1993(03)
[10]近水面航行物体绕射问题的时域解[J]. 张亮,戴遗山. 中国造船. 1992(04)
博士论文
[1]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
[2]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]三维数值波浪水槽的构建及其应用研究[D]. 相昌盛.中国海洋大学 2013
[2]海上风电支撑结构波浪力及基础冲刷的三维数值模拟研究[D]. 赵雁飞.天津大学 2010
[3]波浪的三维数值模拟及其应用[D]. 张婷.天津大学 2009
本文编号：3447050
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1. 绪论
1.1 研究意义和背景
1.2 摆式波浪能发电装置研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 波浪能装置的水动力学分析方法国内外研究现状
1.4 研究目标与技术难点
1.5 研究内容
1.6 本章小结
2. 深浮摆波浪能装置的基本原理
2.1 引言
2.2 漂浮摆式波浪能装置的力学模型
2.2.1 漂浮摆波浪能装置的原理
2.2.2 漂浮摆波浪能装置的力学模型
2.3 FLOW-3D简介与其流固耦合理论
2.3.1 Flow-3D简介
2.3.2 Flow-3D流固耦合理论
2.4 本章小结
3. 数值波浪水槽建模与优化
3.1 引言
3.2 数值波浪水槽的建模
3.2.1 边界条件与初始条件
3.2.2 网格划分
3.3 数值波浪水槽的优化
3.3.1 线性波浪的模拟
3.3.2 多孔介质消波方法
3.3.3 变步长消波方法
3.3.4 混合消波方法
3.4 本章小结
4. 波浪与漂浮摆的耦合模拟
4.1 引言
4.2 流固耦合模型的建立
4.2.1 物理模型设置
4.2.2 FAVOR网格处理方法
4.3 三维模型优化
4.3.1 简单外形浮子的优化
4.3.2 斜面的进一步优化
4.4 本章小结
5. 漂浮摆波浪能装置水池实验
5.1 引言
5.2 试验目的
5.3 试验装置
5.3.1 试验水槽
5.3.2 装置模型
5.4 试验过程
5.4.1 规则波条件下的模拟
5.5 结果分析
5.6 本章小结
6. 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 存在问题总结以及工作展望
6.2.1 存在问题总结
6.2.2 工作展望
参考文献
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]“万山号”在大浪中稳定发电[J]. 朱汉斌. 军民两用技术与产品. 2016(13)
[2]鹰式波浪能发电装置发电系统研究[J]. 盛松伟,张亚群,王坤林,叶寅,游亚戈. 可再生能源. 2015(09)
[3]“鹰式一号”波浪能发电装置研究[J]. 盛松伟,张亚群,王坤林,王振鹏,吝红军,叶寅. 船舶工程. 2015(09)
[4]鹰式装置“万山号”总体设计概述[J]. 盛松伟,张亚群,王坤林,吝红军,王文胜,陈爱菊. 船舶工程. 2015(S1)
[5]海洋能开发[J]. 能源与节能. 2012(08)
[6]我国海洋能开发利用发展战略研究的基本思路[J]. 赵世明,刘富铀,张俊海,张智慧,白杨,张榕. 海洋技术. 2008(03)
[7]世界能源格局与中国的能源安全[J]. 张宇燕,管清友. 世界经济. 2007(09)
[8]二维浮体大幅运动水动力物面非线性时域解[J]. 段文洋,戴遗山. 哈尔滨工程大学学报. 1997(05)
[9]船舶在波浪中航行时绕射问题的线性时域解[J]. 周正全,张亮,戴遗山. 中国造船. 1993(03)
[10]近水面航行物体绕射问题的时域解[J]. 张亮,戴遗山. 中国造船. 1992(04)
博士论文
[1]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
[2]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]三维数值波浪水槽的构建及其应用研究[D]. 相昌盛.中国海洋大学 2013
[2]海上风电支撑结构波浪力及基础冲刷的三维数值模拟研究[D]. 赵雁飞.天津大学 2010
[3]波浪的三维数值模拟及其应用[D]. 张婷.天津大学 2009
本文编号：3447050
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3447050.html
