【摘要】：在能源、環(huán)境、經(jīng)濟和人口等多方壓力及影響下，探尋和發(fā)展新能源的開發(fā)利用已經(jīng)成為大勢所趨。在眾多新能源中，占地球表面近71%的海洋所蘊含的大量海洋能尤其引人關注，其中波浪能由于具有分布廣泛、能流密度高、價格低廉等特點，至今仍是實用化與商業(yè)化程度最高的海洋可再生能源之一。 波浪能發(fā)電裝置形式多樣，但可靠性、穩(wěn)定性和安全性一直是限制波浪能發(fā)電裝置發(fā)展的瓶頸。從國內外發(fā)展趨勢上看，以振蕩浮子為能量攝取機構、機械液壓為能量傳遞模式的第三代裝置已經(jīng)成為波浪能開發(fā)的主流和熱點。 本文提出了一種符合我國波浪能資源特點的振蕩浮子波能發(fā)電裝置，該裝置的核心是依靠振蕩浮子的運動捕能。將波浪能轉化為浮子振動的機械能是該裝置能量轉換的第一步，直接決定裝置的能量轉換效率。本文遴選出了影響浮子捕能效率的因素并對裝置浮子進行了優(yōu)化，主要研究工作包括： 1）從浮子選型的理論分析入手，針對規(guī)則的圓柱形振蕩浮子運動特性進行了基于勢函數(shù)理論和牛頓第二定律的理論分析，對比了兩種解法的理論基礎及結果的異同，得到兩種解法可以互作驗證和參考的結論；進而對圓錐形振蕩浮子和球形振蕩浮子進行了基于牛頓第二定律的理論分析，得到在同樣波浪條件及靜水面圓截面面積相等的情況下，圓錐形浮子捕能效率最優(yōu)的結論； 2）用AQWA軟件對以上理論分析中不同型式的振蕩浮子隨波運動進行數(shù)值模擬，驗證了理論分析的結果，為此類波浪發(fā)電裝置振蕩浮子初步選型提供依據(jù)； 3）繼續(xù)用AQWA軟件對不同尺寸、不同吃水深度及不同波浪條件下的圓錐形浮子的垂蕩運動進行模擬，對浮體進行優(yōu)化設計； 4）將理論分析和數(shù)值模擬的結果與圓柱形浮子的規(guī)則波物理模型試驗結果進行對比，并分析產(chǎn)生差異的原因，通過代入經(jīng)驗系數(shù)的方法對其進行了擬合。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM61;P743.2

【參考文獻】

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本文編號：2731257