發(fā)布時(shí)間：2020-12-06 01:03

　　波浪能是一種蘊(yùn)藏量巨大的海洋可再生能源,波浪能的利用可以極大地緩解能源緊張和環(huán)境污染的壓力。作為波浪能利用的主要設(shè)備,波浪能裝置的水動(dòng)力及能量吸收性能被廣泛地研究,但仍有許多問(wèn)題的研究尚不深入,如浮體與波浪的非線性作用、裝置中PTO（Power Take-off）的非線性耦合、多自由度運(yùn)動(dòng)時(shí)能量吸收等問(wèn)題。本文以典型的振蕩浮子波浪能裝置為研究對(duì)象,采用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式,建立波浪能裝置中浮子的水動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)典型波浪能裝置的運(yùn)動(dòng)、載荷、能量吸收特性及自由面的形變、流場(chǎng)等展開(kāi)研究,為波浪能裝置的安全作業(yè)和高效運(yùn)行提供理論方法和設(shè)計(jì)依據(jù)。本文綜述了波浪能裝置研發(fā)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,闡述了理論及試驗(yàn)研究方法的進(jìn)展,并給出本文所用CFD方法的基本理論,建立了浮子運(yùn)動(dòng)的CFD方法,通過(guò)對(duì)線性及非線性波浪場(chǎng)的模擬,驗(yàn)證了數(shù)值水池造波的準(zhǔn)確性;通過(guò)對(duì)圓柱和圓臺(tái)浮子的模擬,與國(guó)外權(quán)威數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較,驗(yàn)證了數(shù)值水池在模擬浮子運(yùn)動(dòng)時(shí)的準(zhǔn)確性。并利用該方法成功地模擬了浮子的線性波上浪、非線性波抨擊及自由面形變的時(shí)域非線性問(wèn)題。在浮子水動(dòng)力性能方面,展開(kāi)對(duì)典型形狀的平底和半球底圓柱浮子,及開(kāi)孔的圓柱... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：188 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

挪威的球形浮子圖

.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀世界波浪能產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，世界最早研發(fā)波浪能裝置的國(guó)家是法國(guó)[23]，波浪術(shù)起步早期，在 1980 年之前世界各國(guó)就有 1000 多種波浪能技術(shù)的專(zhuān)利，以英國(guó)、、美國(guó)和西歐為主[24]，其中英國(guó)和日本的技術(shù)處于領(lǐng)先水平[25]。本文簡(jiǎn)述幾種具有性的波浪能裝置。2.1.1 振蕩浮子式振蕩浮子式的原理是利用浮子的垂蕩、橫檔和搖蕩的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng) PTO 進(jìn)行能出，裝置可以是單一的浮子或多個(gè)浮子組成的陣列。1980 年，挪威制造了一種球形體漂浮式波浪能裝置[26]，如圖 1.2 所示，該裝置主要由浮子、立柱和空氣輪機(jī)組中浮子為半徑為 1m 的球體，可沿著立柱運(yùn)動(dòng)，立柱與海底鉸接，浮子沿著立柱運(yùn)帶動(dòng)上方的氣輪機(jī)進(jìn)行能量輸出，該裝置后期在特隆赫姆峽灣進(jìn)行海試。

第 1 章 緒論定且密封在海底，浮子用張緊的纜繩與海底電機(jī)連接，浮子運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)纜繩帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行能量輸出[27]，這種電機(jī)固定的波浪能裝置轉(zhuǎn)換效率較高。圖 1.3 為 L9 波浪能發(fā)電裝置[28]，扁平形的浮子運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)海底的直線電機(jī)輸出電能。PowerBuoy[29]波浪能裝置由美國(guó) OPT 公司研制，經(jīng)歷了數(shù)次海試后，2006 年在英國(guó)的 Cornwall 完成了第六次海試，并于 2007 年在夏威夷正式下水。如圖 1.4 所示，該裝置具有雙浮體結(jié)構(gòu)，由錨鏈將柱體底部的阻尼盤(pán)與海底相連，電機(jī)安放于柱體內(nèi)部，并通過(guò)浮子和柱體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)電。該裝置的技術(shù)難點(diǎn)在于要對(duì)浮體水動(dòng)力性能進(jìn)行精確控制，以提高裝置的能量吸收率。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]我國(guó)波浪能開(kāi)發(fā)利用可行性研究[D]. 管軼.中國(guó)海洋大學(xué) 2011



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