轴对称垂荡浮子式波能装置水动力及能量转换解析研究

发布时间：2024-04-24 22:04

　　波浪能是一种分布广泛、蕴藏量巨大的海洋可再生能源,开发利用波浪能可缓解化石能源需求压力及其环境污染问题。实现波浪能高效转换的核心技术是改善波浪能俘获装置的水动力学构型以及能量转换(Power Take-Off,PTO)装置的匹配特性,在这方面人们已经作了广泛的研究,但还有很多基础性问题尚未很好地解决,如俘获装置的构型及其水动力性能的准确分析、PTO的非线性效应、阵列的布局方案,以及能量转换规律和分析方法等问题。本文以典型的振荡浮子波浪能装置为研究对象,在势流理论的框架下,建立浮子在波面上的振动模型,发展浮子在波浪作用下的运动、载荷及能量转化的解析求解方法,研究不同构型的振荡浮子式波浪能装置的水动力和能量转换特性及其变化规律,为高效波浪能装置的设计提供理论方法和计算依据。针对振荡浮子式波能装置,在研究和综述浮子水动力和能量转换国内外理论研究方法现状的基础上,建立了单体、共轴双体和阵列式波浪能装置在波浪作用下的系统振动模型。结合单自由度和多自由度系统振动基本原理阐述了波能装置能量转换机理,基于线性势流理论,在推导单体式装置满足波浪能最优获能解析式的基础上,得到了共轴双体式装置满足系统最优获...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1全球波浪能水平分布图(单位：kW/m)

[5]。图1.1全球波浪能水平分布图(单位：kW/m)。Fig.1.1Approximateglobaldistributionofwavepowerlevels.在北大西洋，年平均波能功率沿北美洲东部大陆架范围的边缘从10增加到20kW/m。相比之下，欧洲....

图1.2我国波浪能资源评估图

同时稳定性好，具有波能资源开发所应具备的优势。波能资源的重点开发利用区可选择在长江口以东以及舟山群岛东南海域。图1.2我国波浪能资源评估图。Fig.1.2EvaluationofwaveenergyresourcesinChina.从以上结果可以看出，我国不同海域....

图1.3根据工作原理和安装位置的波能装置分类

第1章绪论5图1.3根据工作原理和安装位置的波能装置分类。Fig.1.3WECclassificationaccordingtoprincipleandlocation.近海岸式波能装置一般安装在浅水环境中，通常位于离海岸几百米的地方，如果波浪环境许可，大陆....

图1.4根据动力输出系统的波能装置分类：(a)威尔斯透平(b)冲力式涡轮机(c)液压系统(d)直线电机

一种可以直接使用或者获取的能量形式，目前的动力输出系统主要有空气涡轮机、直线电机和液压系统。图1.4根据动力输出系统的波能装置分类：(a)威尔斯透平(b)冲力式涡轮机(c)液压系统(d)直线电机。Fig.1.4WECclassificationaccordingtop....

本文编号：3963571