电磁耦合下流致振动能量转化机理与特性研究
发布时间：2021-10-23 10:11
在众多的海流发电设备中,流致振动海流发电设备因其启动流速低、能量密度大等优势表现出比传统海流发电装置更优的利用前景。不过目前,流致振动发电的研究大多针对振子的振动特性及压电材料的开发,很少涉及电磁式的发电机。为此,本文引入了电磁发电机,从理论与试验两个方面系统研究了电磁式流致振动发电机的获能原理,并深入分析了电机参数、机械参数及振子截面参数对三棱柱振动模式、能量利用的影响。本文的研究内容旨在全面阐释电磁式流致振动发电机的能量汲取机理与特性,为该类设备的原型机设计提供有力参考。具体的研究工作及取得的主要成果如下:（1）首次建立了电磁耦合下的水力-振子-电机-负荷耦合动力模型（The Combined Model of Hydraulic,Oscillator,Generator and Resistance,HOGR）,推导了发电效率的理论表达式,分析了影响效率的因素,并针对固定励磁发电机提出了效率预测方法与发电机选配原则。（2）进行了正四棱柱的流致振动试验研究,分析了来流角度、刚度、质量参数对振动的影响。对比了正四棱柱与现有正三棱柱的响应差异,明确了三棱柱在流致振动能量利用上的优势,并...
【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】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各类能源的需求曲线
ENERMAR系统
图 1-8 塔科马海峡吊桥崩塌动中，比较典型的两种现象包括涡激振动（Vortex Induc振（Galloping）。涡激振动现象较为广泛，但研究主要集
【参考文献】：
期刊论文
[1]正三棱柱流致振动试验研究[J]. 张军,练继建,刘昉,徐国宾,燕翔. 振动与冲击. 2016(20)
[2]不同截面形式振子的流致振动试验[J]. 燕翔,练继建,刘昉,张军,张梦溪. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(12)
[3]涡激振动潮流能转换装置获能实验研究[J]. 袁鹏,陈东旺,王树杰,孙飞. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2015(10)
[4]内波致剪切流作用下深海立管的涡激振动[J]. 陈伟民,郑仲钦,张立武,李敏. 工程力学. 2011(12)
[5]海洋隔水管涡激振动的三维数值模拟研究[J]. 王成官,王嘉松,田中旭,乔信起,蒋世全,许亮斌. 水动力学研究与进展A辑. 2011(04)
[6]大柔性圆柱体两自由度涡激振动试验研究[J]. 黄维平,曹静,张恩勇,唐世振. 力学学报. 2011(02)
[7]大长细比柔性杆件涡激振动实验[J]. 唐国强,吕林,滕斌,谢彬,宋吉宁,张建侨,吴浩. 海洋工程. 2011(01)
[8]压电俘能技术研究现状综述[J]. 袁江波,谢涛,单小彪,陈维山. 振动与冲击. 2009(10)
[9]海流能利用技术研究进展与展望[J]. 刘美琴,仲颖,郑源,赵振宙. 可再生能源. 2009(05)
[10]流速分层流场中细长柔性立管涡激振动试验研究[J]. 姚宗,陈刚,杨建民,胡志强,童波. 上海交通大学学报. 2009(08)
博士论文
[1]基于流机电多物理场耦合下涡激振动能量收集模型及特性[D]. 王军雷.重庆大学 2014
[2]被动湍流控制下多柱体流致振动研究[D]. 丁林.重庆大学 2013
[3]覆冰输电线路脱冰动力响应及机械式除冰方法研究[D]. 陈科全.重庆大学 2012
[4]结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟[D]. 徐枫.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]基于圆柱涡激振动压电梁水下俘能特性研究[D]. 吕凤池.哈尔滨工业大学 2015
[2]不同截面形状柱体流致振动及能量转换特性[D]. 李恒.重庆大学 2015
[3]低雷诺数下并列圆柱涡激振动的数值模拟及其机理研究[D]. 刘爽.天津大学 2014
[4]低雷诺数下串列多圆柱流致振动的数值模拟及其机理研究[D]. 杨立红.天津大学 2014
[5]潮流能发电装置功率控制系统设计与开发[D]. 胡振兴.中国海洋大学 2013
[6]低雷诺数层流中串列双圆柱流致振动的数值模拟及其机理研究[D]. 黄继露.天津大学 2012
本文编号：3452996
【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】：149 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各类能源的需求曲线
ENERMAR系统
图 1-8 塔科马海峡吊桥崩塌动中，比较典型的两种现象包括涡激振动（Vortex Induc振（Galloping）。涡激振动现象较为广泛，但研究主要集
【参考文献】：
期刊论文
[1]正三棱柱流致振动试验研究[J]. 张军,练继建,刘昉,徐国宾,燕翔. 振动与冲击. 2016(20)
[2]不同截面形式振子的流致振动试验[J]. 燕翔,练继建,刘昉,张军,张梦溪. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(12)
[3]涡激振动潮流能转换装置获能实验研究[J]. 袁鹏,陈东旺,王树杰,孙飞. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2015(10)
[4]内波致剪切流作用下深海立管的涡激振动[J]. 陈伟民,郑仲钦,张立武,李敏. 工程力学. 2011(12)
[5]海洋隔水管涡激振动的三维数值模拟研究[J]. 王成官,王嘉松,田中旭,乔信起,蒋世全,许亮斌. 水动力学研究与进展A辑. 2011(04)
[6]大柔性圆柱体两自由度涡激振动试验研究[J]. 黄维平,曹静,张恩勇,唐世振. 力学学报. 2011(02)
[7]大长细比柔性杆件涡激振动实验[J]. 唐国强,吕林,滕斌,谢彬,宋吉宁,张建侨,吴浩. 海洋工程. 2011(01)
[8]压电俘能技术研究现状综述[J]. 袁江波,谢涛,单小彪,陈维山. 振动与冲击. 2009(10)
[9]海流能利用技术研究进展与展望[J]. 刘美琴,仲颖,郑源,赵振宙. 可再生能源. 2009(05)
[10]流速分层流场中细长柔性立管涡激振动试验研究[J]. 姚宗,陈刚,杨建民,胡志强,童波. 上海交通大学学报. 2009(08)
博士论文
[1]基于流机电多物理场耦合下涡激振动能量收集模型及特性[D]. 王军雷.重庆大学 2014
[2]被动湍流控制下多柱体流致振动研究[D]. 丁林.重庆大学 2013
[3]覆冰输电线路脱冰动力响应及机械式除冰方法研究[D]. 陈科全.重庆大学 2012
[4]结构流固耦合振动与流动控制的数值模拟[D]. 徐枫.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]基于圆柱涡激振动压电梁水下俘能特性研究[D]. 吕凤池.哈尔滨工业大学 2015
[2]不同截面形状柱体流致振动及能量转换特性[D]. 李恒.重庆大学 2015
[3]低雷诺数下并列圆柱涡激振动的数值模拟及其机理研究[D]. 刘爽.天津大学 2014
[4]低雷诺数下串列多圆柱流致振动的数值模拟及其机理研究[D]. 杨立红.天津大学 2014
[5]潮流能发电装置功率控制系统设计与开发[D]. 胡振兴.中国海洋大学 2013
[6]低雷诺数层流中串列双圆柱流致振动的数值模拟及其机理研究[D]. 黄继露.天津大学 2012
本文编号：3452996
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