本文關鍵詞：浮體繩輪波浪能采集裝置的研究

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【摘要】：波浪能作為一種海洋可再生能源,由于其蘊藏量大、分布面廣、能流密度高日益受到人類社會的重視。浮體繩輪波浪發(fā)電技術是一種新型的點吸收波浪發(fā)電技術,由于其原理簡單,具有發(fā)電可靠性好、效率高、成本低的潛在優(yōu)勢。本文基于浮體繩輪波浪能發(fā)電技術的工作原理,完成了浮體繩輪波浪能采集裝置的結構設計、強度校核、穩(wěn)性校核,并針對實海況試驗中存在的效率問題進行了理論分析,為裝置的進一步改進提供了依據(jù)。本文具體研究內(nèi)容如下：(1)分析了不同波浪理論的特點及其適用范圍,并根據(jù)試驗海域實際波浪情況選擇線性波作為本文的波浪理論,然后利用線性化自由水面的運動學和動力學邊界條件,求解勢波運動的控制方程,推導了線性波的速度勢、波動壓強和波動能量。(2)介紹了浮體繩輪波浪能發(fā)電技術的基本工作原理,分析浮體在波浪作用下上升過程中的受力情況,推導了浮體運動方程,建立了浮體繩輪波浪發(fā)電效率模型。(3)根據(jù)海試區(qū)域實際海況,裝機容量和發(fā)電指標的要求,對波浪能采集裝置的浮體進行了結構方案設計、主要尺寸參數(shù)設計并應用有限元分析軟件ANSYS對浮體吊裝和工作時的受力情況進行仿真,校核其強度和剛度。對裝置中的關鍵收繩機構進行設計。并對裝置進行了初穩(wěn)性校核和大傾角穩(wěn)性計算。(4)提出海試樣機的布放方案和海試方案,對樣機的可靠性和發(fā)電效率進行了測試。針對樣機實海況測試中存在的小浪難以發(fā)電、大浪發(fā)電效率低的問題,對主繩纜進行了水動力學分析,分析計算結果表明：由于彈簧收繩能力弱,在海流作用下主繩纜撓度大,導致樣機小浪難以發(fā)電、大浪發(fā)電效率低。
【關鍵詞】：浮體繩輪 波浪發(fā)電 波浪能采集 海況試驗
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM612
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景及意義10
• 1.2 國內(nèi)外波浪能發(fā)電裝置的研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 國外波浪能裝置的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)波浪能裝置的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及意義15-16
• 第2章 波浪基本理論16-25
• 2.1 波浪理論的分類及適用范圍16-17
• 2.2 試驗海域波浪理論選擇17-18
• 2.3 線性波理論18-24
• 2.3.1 線性波速度勢18-21
• 2.3.2 線性波動壓強21
• 2.3.3 波動能量21-23
• 2.3.4 深水波23-24
• 2.4 本章小結24-25
• 第3章 浮體繩輪波浪能發(fā)電基本原理25-31
• 3.1 浮體繩輪波浪能發(fā)電裝置工作原理25-26
• 3.2 浮體繩輪波浪能采集裝置力學模型26-29
• 3.2.1 建立數(shù)學模型26-29
• 3.2.2 發(fā)電效率推導29
• 3.3 本章小結29-31
• 第4章 浮體繩輪波浪能采集裝置設計31-49
• 4.1 浮體結構設計31-34
• 4.1.1 浮體結構方案設計31-32
• 4.1.2 浮體主要結構尺寸設計32-34
• 4.2 浮體強度校核34-39
• 4.3 收繩機構設計39-43
• 4.4 裝置穩(wěn)定性校核計算43-47
• 4.4.1 重心及浮心計算43-45
• 4.4.2 浮體初穩(wěn)性計算45-46
• 4.4.3 浮體大傾角穩(wěn)性計算46-47
• 4.5 本章小結47-49
• 第5章 浮體繩輪波浪能裝置實海況試驗49-66
• 5.1 浮體繩輪波浪能發(fā)電裝置海試方案49-53
• 5.1.1 海上布放方案49-51
• 5.1.2 數(shù)據(jù)采集設備51-52
• 5.1.3 樣機可靠性測試方案52-53
• 5.2 實海況試驗結果53-57
• 5.2.1 裝置可靠性測試結果53-54
• 5.2.2 樣機波能發(fā)電效率分析54-57
• 5.3 樣機平均發(fā)電效率影響因素分析57-65
• 5.3.1 簡化系統(tǒng)受力模型58-59
• 5.3.2 主繩纜變形分析59-65
• 5.4 本章小結65-66
• 第6章 總結與展望66-68
• 6.1 總結66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71-72
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和參加科研情況72-73
• 學位論文評閱及答辯情況表73

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;波浪能獨立穩(wěn)定發(fā)電與制淡系統(tǒng)[J];水產(chǎn)科技;2010年Z1期

2 本刊編輯部;;波浪能協(xié)奏曲[J];能源與節(jié)能;2012年01期

3 張松;劉富鈾;張濱;馬治忠;姜波;;我國近海波浪能資源調(diào)查與評估[J];海洋技術;2012年03期

4 聞斌;薛彥廣;張芳苒;趙越超;;中國海波浪能資源分析[J];海洋預報;2013年02期

5 王曉明;尚建忠;張志雄;;雙浮體波浪能轉換裝置中重心布置對波浪能吸收影響分析[J];國防科技大學學報;2013年04期

6 余志;在挪威研究波浪能[J];海洋工程;1996年04期

7 ;從水下開發(fā)利用波浪的能量[J];中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)信息;1997年01期

8 林剛;鄭崇偉;孫巖;楊松;賈晨;;中國海波浪能資源研究現(xiàn)狀及前景展望[J];海洋預報;2013年06期

9 王綠卿;馮衛(wèi)兵;唐筱寧;龔政;;中國大陸沿岸波浪能分布初步研究[J];海洋學報(中文版);2014年05期

10 丁明成,于西昌;一種波浪能吸收轉換機[J];機械制造;2004年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張穎;吳成東;董再勵;李孟歆;;基于虛擬樣機的波浪能驅動系統(tǒng)仿真研究[A];創(chuàng)新沈陽文集（A）[C];2009年

2 趙凌志;彭燕;沙次文;許玉玉;李然;劉保林;李建;;液態(tài)金屬磁流體波浪能直接發(fā)電演示裝置的數(shù)值分析[A];第二屆全國海洋能學術研討會論文集[C];2009年

3 李建;彭燕;趙凌志;劉保林;沙次文;許玉玉;李然;李雪臨;;液態(tài)金屬磁流體波浪能直接發(fā)電試驗研究[A];中國可再生能源學會海洋能專業(yè)委員會第三屆學術討論會論文集[C];2010年

4 趙海濤;徐偉;郝春玲;沈家法;孫志林;寧德志;;底鉸搖板式波浪能裝置的水動力特性[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集(中)[C];2011年

5 李靖;周林;鄭崇偉;陳曉斌;;臺灣海峽及其鄰近海域波浪能資源評估[A];中國可再生能源學會2011年學術年會論文集[C];2011年

6 倪歆韻;繆泉明;;浮子參數(shù)對波浪能吸收效能的影響分析[A];第二十三屆全國水動力學研討會暨第十屆全國水動力學學術會議文集[C];2011年

7 楊忠良;施偉勇;張俊彪;葉欽;;浙江近海自然海況條件下波浪能統(tǒng)計分析[A];第十六屆中國海洋（岸）工程學術討論會論文集（上冊）[C];2013年

8 張穎;李孟歆;侯亮;;基于慣性擺的波能獲取研究[A];科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展（A卷）——第七屆沈陽科學學術年會暨渾南高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇文集[C];2010年

9 張大海;李偉;林勇剛;鮑經(jīng)緯;黃煒;;雙行程做功波浪能液壓傳動系統(tǒng)設計及仿真研究[A];中國可再生能源學會2011年學術年會論文集[C];2011年

10 孫曉晶;;海洋能開發(fā)利用的新技術概覽[A];第二屆全國海洋能學術研討會論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉霞;新式船只能從波浪中捕捉能源[N];科技日報;2011年

2 趙琳琳 譯 美國《紐約時報》;走向商業(yè)化的波浪能[N];中國石化報;2012年

3 記者 張建列 通訊員 謝舜源;新型漂浮式波浪能裝置成功發(fā)電[N];廣東科技報;2013年

4 何方;首座波浪能穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)面世[N];中國環(huán)境報;2005年

5 高 琳 　唐 晗;我國海洋能源開發(fā)又有突破性進展[N];中國海洋報;2005年

6 楊現(xiàn)慶;科學家欲用波浪能替代石油[N];中國社會報;2005年

7 本報記者 王曉蘇;波浪能開發(fā)進入業(yè)界視野[N];中國能源報;2009年

8 國家海洋技術中心 羅續(xù)業(yè);世界先進的波浪能技術[N];中國海洋報;2010年

9 施緯;開發(fā)利用新能源的新途徑[N];中國信息報;2011年

10 本報實習記者 劉澤強 通訊員 任永華;向海洋波浪要電能[N];中國海洋報;2014年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王曉明;基于橫搖運動的微型波浪能吸收機理與轉換裝置研究[D];國防科學技術大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉鑫;波流耦合作用下的青島海域海洋能資源評估[D];中國海洋大學;2015年

2 范海榮;多尺度波浪數(shù)值模擬技術研究[D];中國海洋大學;2015年

3 王東;組合型振蕩浮子布置的優(yōu)化研究[D];中國海洋大學;2015年

4 鞠燕娜;浮體繩輪波浪能采集裝置的研究[D];山東大學;2016年

5 裴麗;海上風能與波浪能綜合研究利用[D];天津大學;2012年

6 黃晶華;振蕩浮子液壓式波浪能利用裝置的研究[D];華北電力大學;2012年

7 姜琳琳;海洋浮標波浪能供電裝置設計研究[D];上海海洋大學;2013年

8 劉啟強;波浪能液壓轉換系統(tǒng)效率測試平臺的設計與研究[D];天津理工大學;2013年

9 戴源;波浪能驅動的機動浮標的動態(tài)分析與設計[D];中國海洋大學;2014年

10 王鳳銀;多點陣列式波浪能液壓發(fā)電系統(tǒng)的匹配設計與模擬仿真[D];集美大學;2015年

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本文編號：941684