【摘要】：本文主要研究為航標提供能源的波浪能發(fā)電裝置,通過數(shù)值模擬計算對該系統(tǒng)進行設計,實現(xiàn)航標燈能源的自給自足。首先,本文對傳統(tǒng)的航標能源和現(xiàn)階段常用的航標能源的優(yōu)缺點做了相關分析,指出波浪能為航標供能的優(yōu)勢,接著分析了現(xiàn)階段常用的波力航標技術的不足,并利用國內外波浪能發(fā)電的成熟技術,選擇液壓傳動來進行能量轉換,最后設計波浪能航標裝置。第二,對在波浪中運動的浮子進行受力分析,基于勢流理論,求解振動浮子的附加質量、附加阻尼、浮子所受波浪激勵力以及恢復力。根據(jù)牛頓第二定律,建立液壓阻尼作用的航標浮體系統(tǒng)運動學方程。給出相應邊界條件,利用龍格庫塔數(shù)值解法求解運動學方程。第三,在不同波浪周期情況下,利用水動力計算軟件WAMIT求解附加質量,根據(jù)共振公式,得到浮體與波浪的共振尺寸。然后根據(jù)特定海域的波高周期概率分布,確定滿足共振周期的不同形狀浮體尺寸。第四,利用水動力計算軟件WAMIT和龍格庫塔數(shù)值計算方法對不同形狀浮子的航標裝置進行水動力性能和運動響應的數(shù)值模擬,分析不同形狀浮體的附加質量,附加阻尼,波浪力。研究波浪周期和液壓阻尼對航標裝置運動位移、振幅、能量轉化功率、捕捉寬度比等的影響。根據(jù)數(shù)值模擬計算的結果,分別從振幅、平均功率、捕捉寬度比等三個角度比較三種尺寸浮子,最終選用豎直型圓柱型浮子作為航標浮子,并確定其尺寸。最后,對波浪能航標裝置進行系統(tǒng)設計。基于上述結論,選擇豎直型圓柱浮子作為航標浮子,并對液壓系統(tǒng),電機等做了相關參數(shù)選型設計。
【學位授予單位】：浙江海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U644.4;P743.2;TM612
【圖文】：

如果運用波浪能給航標燈供電，可以說是因地制宜，恰到好處，所以波浪于我國航標[1-4]的長遠發(fā)展具有重要的意義。 航標以及航標燈概述標，顧名思義指的是有助于海上航行的一種標志。通過感官或者無線電傳夜間給過往的船舶指明航行的方向，保障海上交通運輸安全，航標按功能類，第一類是定位功能；第二類是危險警告功能；第三類是確認功能；第四指示功能。定位功能指可以讓其他人知道過往船舶的位置；危險警告功能指危險的地方和阻礙船舶航行的障礙物；確認功能指可以確定船舶和航標之間方位；交通指示功能指讓過往的船舶能夠遵循海上交通規(guī)則，不同種類的船自的航道，海上環(huán)境保護也是依靠航標的交通指示功能。助航器具可根據(jù)工同分為內河助航器具和海域助航器具[5]；根據(jù)工作場所可靠性不同，也可分標和浮動浮標；根據(jù)其工作原理可分為可視輔助設備、無線電輔助設備和音備。

應用于航標的波浪能發(fā)電裝置研究裝在某些導航標志上的一種交通信號燈，確保船只在夜間安全航行。航標燈分別有固定燈標、燈浮標、燈船和燈塔 4 種[6]，并且要求在夜間發(fā)出規(guī)定的和閃光頻率，達到指定的照射角度和能見距離。由于本課題主要運用燈浮標下來介紹這種類型的航標，下圖是海上燈浮標樣品。

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5 胡玉震;彭燕;趙m櫓

本文編號：2715387