發(fā)布時間：2021-06-09 01:44

　　海洋波浪能的研究在過去幾十年的時間里取得了顯著的進步,世界各國對其進行了大量的研究,研制出多種波能轉(zhuǎn)換裝置,有些已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)。本文研究的擺式波能發(fā)電裝置是利用一個水室聚波形成立波,懸掛其內(nèi)的擺板做吸能載體隨波浪運動而前后擺動,擺板的擺動帶動液壓泵,驅(qū)使發(fā)電機發(fā)電。這種裝置的主要優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單、效率較高、安全性好。在國內(nèi)已經(jīng)建有該形式的發(fā)電裝置。本文利用大型有限元計算軟件ADINA,對擺式波能發(fā)電裝置進行了流固耦合數(shù)值模擬分析,為其設(shè)計提供參考依據(jù)。主要從以下幾個方面展開工作:首先,在不規(guī)則波浪水槽中進行擺式波能發(fā)電裝置的物理模型試驗研究,變化不同的波況條件和負載,觀察擺板的轉(zhuǎn)動,并測得計算輸出功率和波能轉(zhuǎn)換效率所需的試驗數(shù)據(jù)。其次,在ADINA中構(gòu)建二維數(shù)值波浪水槽。在此基礎(chǔ)上,考慮波浪推動擺板運動,反過來擺板運動又會對波浪的運動形式產(chǎn)生影響,兩者的相互作用機理比較復(fù)雜,因此,利用ADINA的流固耦合計算功能,建立擺式波能發(fā)電裝置的數(shù)值模型,并利用物理模型試驗數(shù)據(jù)對其進行驗證。計算結(jié)果與物理模型試驗吻合較好,可以到達計算所需精度。最后,基于ALE理論,對擺式波能發(fā)電裝置的流固耦合系... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球波能分布示意圖

裝置可靠性。所以 Salter 點頭鴨沒有得到廣泛推廣。圖 1-2 點頭鴨式發(fā)電裝置置Ocean Power Delivery Ltd）于 1998 年 1是漂浮式的、由若干個圓柱形鋼殼結(jié)構(gòu)進而轉(zhuǎn)換成電能的波能裝置，如圖 1-3 所火力發(fā)電相當穩(wěn)定度的電力[13]。英國海kW 海蛇號波力發(fā)電裝置的項目。裝置的該公司還和加拿大的 BC Hydro 公司簽訂波力發(fā)電裝置的備忘錄。裝置用波面筏作為波能轉(zhuǎn)換裝置的方法。這些裝置置于每一鉸鏈處，波浪的運動引起波液力活塞并輸出機械能，如圖 1-4 所示。是最簡單的一種波面筏式波能裝置，研究

圖 1-3 英國海蛇號波力發(fā)電站 圖 1-4 波面筏波能轉(zhuǎn)換裝置四、振蕩浮子式波能轉(zhuǎn)換裝置振蕩浮子式裝置是在振蕩水柱式裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的波能發(fā)電裝置，它用一個放在港中的浮子作為波浪能的吸收載體，然后將浮子吸收的能量通過一個放在岸上的機械或液壓裝置轉(zhuǎn)換出去，用來驅(qū)動電機發(fā)電。它由浮子、連桿、液壓傳動機構(gòu)、發(fā)電機和保護裝置等幾部分組成，如圖 1-5 所示。振蕩浮子式波能裝置從工作原理上看，屬于利用附體的運動發(fā)電，與“點頭鴨”式、波面筏式相類似。目前，日本和美國的研究人員已研制了幾種利用浮子相對于固定或浮動參照點的運動來發(fā)電的波能發(fā)電裝置。中國科學院廣州能源研究所也研制了一種該類型的發(fā)電裝置——振蕩浮子岸式波能轉(zhuǎn)換裝置，并已對這種發(fā)電裝置進行相關(guān)物理模型試驗研究[8-9,16-17]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國海洋能研究與開發(fā)述評[J]. 蔣秋飚,鮑獻文,韓雪霜.  海洋開發(fā)與管理. 2008(12)
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[8]用ALE有限元法建立二維數(shù)值波浪水池[J]. 孫江龍,葉恒奎,李國安,王先洲.  華中科技大學學報(自然科學版). 2004(04)
[9]流固耦合應(yīng)用研究進展[J]. 郭術(shù)義,陳舉華.  濟南大學學報(自然科學版). 2004(02)
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博士論文
[1]岸式振蕩水柱波能發(fā)電裝置的試驗及數(shù)值模擬研究[D]. 劉臻.中國海洋大學 2008

碩士論文
[1]卵形消化池流—固耦合系統(tǒng)的ADINA有限元分析[D]. 陳志濤.天津大學 2007
[2]圓柱形消化池流固耦合動力特性分析[D]. 陳剛.天津大學 2007
[3]振蕩浮子式波能轉(zhuǎn)換裝置性能的實驗研究[D]. 李仕成.大連理工大學 2006
[4]基于FLUENT的二維數(shù)值波浪水槽研究[D]. 李勝忠.哈爾濱工業(yè)大學 2006
[5]振蕩浮子式波能轉(zhuǎn)換裝置性能的研究[D]. 平麗.大連理工大學 2005



本文編號：3219655