锚泊浮台波浪能供电装置设计优化与水动力性能研究

发布时间：2023-03-24 19:22

　　认识海洋、经略海洋是我国海洋强国建设的重要基石,海洋信息化是其中的核心问题。发展海洋仪器是提高我国海洋信息化程度的重要方法。海洋仪器可以搭载在锚泊浮台上,但是受海上条件和技术限制,能源供应已成为制约海洋仪器大范围推广和长期稳定运行的瓶颈问题。开发利用海洋能,实现海能海用、因地制宜,是解决这个问题的主要路径。本文结合可再生能源发展战略,以经典振荡浮子式波浪能发电装置为基础,研制了一种可以集成在锚泊浮台上的改进型振荡浮子式波浪能供电装置,并进行仿真分析与优化,证明了该方案的可行性。本文内容包括五章。第一章是绪论。首先阐述课题背景和研究意义,然后从发展历史和装置种类两方面介绍了波浪能发电技术的研究进展,并对振荡浮子式波浪能发电装置的研究现状进行了详细描述。第二章是锚泊浮台波浪能供电装置的结构设计。首先,介绍了锚泊浮台对于波浪能供电装置的改型要求;然后,根据浮体尺寸和安装空间确定波浪能装置的结构组成和形式,对浮体、导向柱、连接法兰等分别进行结构设计和图纸绘制,并进行主要结构有限元校核,保证了装置的可靠性。第三章介绍了数值波浪水槽的理论模型,包括波浪运动的控制方程、湍流模型、边界条件和初始条件的...

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 波浪能发电研究进展
        1.2.1 波浪能技术研究历史
        1.2.2 波浪能发电装置种类
        1.2.3 振荡浮子式波浪能发电装置研究进展
    1.3 主要研究内容
第2章 锚泊浮台波浪能供电装置结构设计
    2.1 概述
    2.2 系统组成
        2.2.1 机械结构
        2.2.2 液压系统
        2.2.3 控制系统
    2.3 主要结构有限元校核
        2.3.1 浮体
        2.3.2 导向柱
    2.4 本章小结
第3章 数值波浪水槽理论模型
    3.1 Flow-3D软件简介
    3.2 数值波浪水槽
    3.3 波浪运动控制方程
    3.4 湍流模型
    3.5 边界条件和初始条件
    3.6 VOF方法
    3.7 控制方程的离散和求解
    3.8 本章小结
第4章 浮台立柱对波浪能浮体的水动力影响分析
    4.1 立柱和浮体仿真模型的建立
        4.1.1 仿真模型建立
        4.1.2 四组仿真条件设置
    4.2 立柱对浮体周围流场的影响
        4.2.1 t=0T时,流场分析结果
        4.2.2 t=1/4T时,流场分析结果
        4.2.3 t=1/2T时,流场分析结果
        4.2.4 t=3/4T时,流场分析结果
        4.2.5 t=T时,流场分析结果
    4.3 立柱对浮体垂荡运动的影响
    4.4 本章小结
第5章 浮体自身水动力性能分析
    5.1 波浪能浮体频域分析
        5.1.1 频域响应计算原理
        5.1.2 浮体频域分析结果
    5.2 波浪能浮体时域分析
    5.3 浮体形状参数优化
        5.3.1 直径对水动力性能的影响
        5.3.2 吃水深度对水动力性能的影响
        5.3.3 半顶角对水动力性能的影响
        5.3.4 底面形状对水动力性能的影响
        5.3.5 高径比对水动力性能的影响
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 结论与创新点
    6.2 下一步研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3769705