風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電和蓄水發(fā)電等電能獲取方式存在著對(duì)建設(shè)環(huán)境要求高、維護(hù)成本大等弊端。研究表明,海洋中存儲(chǔ)著大量的流體動(dòng)能,借助流致振動(dòng)現(xiàn)象可將其轉(zhuǎn)換為電能。因此,海洋俘能技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)電研究的主要方向。此外,流致振動(dòng)俘能器大多以機(jī)群的形式工作,且具有供電針對(duì)性強(qiáng)、建設(shè)成本低等優(yōu)點(diǎn),所以借助干擾效應(yīng)優(yōu)化其綜合性能具有重要的研究意義�；谝陨涎芯勘尘�,本文建立了干擾效應(yīng)下俘能圓柱發(fā)生自激振動(dòng)的流固耦合模型,并對(duì)該模型進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,進(jìn)而在正弦假設(shè)的基礎(chǔ)上計(jì)算了流致振動(dòng)俘能器的輸出功率、俘能效率和功率密度。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:（1）分別研究了圓柱干擾、尾渦干擾和流道干擾下俘能圓柱的受力和振動(dòng)特性。結(jié)果表明,干擾效應(yīng)的存在會(huì)誘發(fā)俘能圓柱發(fā)生渦激振動(dòng)-馳振耦合振動(dòng),在提高流致振動(dòng)俘能器輸出功率和俘能效率的同時(shí)有效拓寬其有效工作帶寬,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)其綜合性能的改善。（2）對(duì)比了圓柱干擾下不同干擾距離和來(lái)流速度下俘能圓柱的振動(dòng)情況。結(jié)果表明,圓柱干擾可以誘使俘能圓柱發(fā)生多諧波振動(dòng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)流致振動(dòng)俘能器輸出功率的強(qiáng)化。計(jì)算表明,圓柱干擾下的最大輸出功率將在U*=12,HS=3D,TS=1D時(shí)... 

【文章來(lái)源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

近七年來(lái)我國(guó)的用電總量(單位：太瓦時(shí))[4]

1緒論11緒論1.1研究背景與意義1.1.1研究背景自從石油問(wèn)題被提出以來(lái)，能源供應(yīng)不足日益成為了制約社會(huì)發(fā)展的主要因素之一[1-3]。據(jù)國(guó)家電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院發(fā)布的《中國(guó)能源發(fā)展報(bào)告2018》顯示，近年來(lái)我國(guó)能源消耗總量仍在不斷上升，其中電能的消耗更是連續(xù)7年攀升[4]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2018年我國(guó)的電能消耗總量高達(dá)6800TWh，占能源總消耗量的21.6%[5]。此外，由圖1.1可知，2018年我國(guó)電能消耗的增量也同樣突破了史上最高[4]。因此，電能的供應(yīng)保障長(zhǎng)期以來(lái)一直都為我國(guó)所重視，2016年提出的五年規(guī)劃明確指出，電力生產(chǎn)是國(guó)家安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，并將發(fā)展新能源開發(fā)技術(shù)和優(yōu)化電力供應(yīng)新布局作為緩解生態(tài)環(huán)境與能源危機(jī)的重要舉措[6]。圖1.1近七年來(lái)我國(guó)的用電總量(單位：太瓦時(shí))[4]連年增長(zhǎng)的耗電量對(duì)我國(guó)的電能供應(yīng)提出了新的要求，由圖1.2可知，火力發(fā)電作為我國(guó)現(xiàn)階段最主要的發(fā)電形式，其工作過(guò)程會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，且存在著對(duì)燃料的利用率低和發(fā)電成本高等缺點(diǎn)。因此，十九大報(bào)告中明確將優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)清潔低碳發(fā)展作為我國(guó)能源革命的本質(zhì)要求[7]。從可再

過(guò)大，而很難俘獲低風(fēng)速下的風(fēng)能，且所產(chǎn)生的電能大多難以并入電網(wǎng)，最終造成了電力和風(fēng)能的浪費(fèi)[8]。為了規(guī)避風(fēng)力發(fā)電所存在的浪費(fèi)問(wèn)題，太陽(yáng)能發(fā)電開始向?yàn)閱我挥脩艄╇姷膽?yīng)用方向發(fā)展，但是太陽(yáng)能發(fā)電裝置的應(yīng)用前景卻為其對(duì)天氣依賴過(guò)大和建設(shè)維護(hù)成本過(guò)高所限制。相較于風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電，現(xiàn)今我國(guó)所采用的以三峽發(fā)電站為代表的蓄水發(fā)電雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了并入國(guó)家電網(wǎng)，大大地緩解了我國(guó)的供電壓力。但是由于其在發(fā)電前需要進(jìn)行提前蓄水[9]，所以為了防止蓄水泄露問(wèn)題的發(fā)生，蓄水發(fā)電同樣面臨著成本過(guò)高的問(wèn)題。圖1.22018年我國(guó)的能源供應(yīng)配置(a)能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；(b)電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)[2]在眾多清潔能源中，海洋能憑借其儲(chǔ)備數(shù)額巨大、能量通量大等優(yōu)勢(shì)逐漸成為了發(fā)展清潔發(fā)電的新方向[10-13]。據(jù)國(guó)家海洋局公布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，利用海洋能進(jìn)行發(fā)電，理論上每年可以獲取2億兆瓦的電能，約為全球年耗電總量的85倍[14,15]。我國(guó)可用于開發(fā)的海域面積約4.7萬(wàn)公頃，從海洋能中獲取電能以緩解能源供應(yīng)不足和環(huán)境污染等問(wèn)題在我國(guó)有著深厚的應(yīng)用基矗與傳統(tǒng)的水動(dòng)能不同，海洋流體動(dòng)能主要以波浪能、潮汐能和海風(fēng)能等形式存在，其穩(wěn)定性更易受地形和氣候等因素的影響，且存在著能量分布不均和峰值波動(dòng)較大等不足。同時(shí)，水輪機(jī)在鹽堿性海水中的維護(hù)成本也遠(yuǎn)高于其在河流中的維護(hù)成本。此外，建設(shè)蓄水式發(fā)電系統(tǒng)需要較大的項(xiàng)目規(guī)模，且海洋生態(tài)系統(tǒng)較河流更加復(fù)雜，所以建設(shè)海洋蓄水式發(fā)電系統(tǒng)會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊[16-19]。因此，傳統(tǒng)的蓄水發(fā)電方式并不適用于對(duì)海洋流體動(dòng)能的俘獲，采用新的發(fā)電方式對(duì)海洋

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3041792