【摘要】：浮式防波堤主要被用來(lái)抵御波浪,保護(hù)港口內(nèi)結(jié)構(gòu)物以及進(jìn)出港船舶的安全。與傳統(tǒng)的固定式防波堤相比,浮式防波堤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、造價(jià)低廉,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)破壞小、不會(huì)影響海水交換或?qū)ぷ骱Ｓ虻暮Ｑ蟓h(huán)境造成污染。我國(guó)有超過(guò)1.8萬(wàn)公里的海岸線,且島嶼眾多。對(duì)海島進(jìn)行開發(fā)時(shí),充足電力是不可缺少的必要條件。由于大部分海島遠(yuǎn)離大陸,依靠大陸給海島輸送電力成本太高,如果可以依靠海島自身的資源優(yōu)勢(shì)以及海島外的一些浮式結(jié)構(gòu)物進(jìn)行發(fā)電,將可以最有效的解決島上用電問(wèn)題。因此對(duì)浮式防波堤與波浪能發(fā)電一體化裝置的研究具有非常重要的實(shí)際意義。本文基于工信部課題“浮式防波堤單元構(gòu)型優(yōu)選模型試驗(yàn)”的試驗(yàn)結(jié)果優(yōu)選出浮式防波堤最優(yōu)結(jié)構(gòu)圓筒型浮式防波堤,結(jié)合本文所設(shè)計(jì)的波浪能發(fā)電裝置Savonius轉(zhuǎn)子,并在二維數(shù)值水槽中對(duì)其水動(dòng)力性能、消波效果及發(fā)電效率進(jìn)行研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.建立粘性二維數(shù)值水槽,并驗(yàn)證模擬正確性。采用RNGκ-ε湍流模型及VOF方法進(jìn)行氣液兩相流計(jì)算,根據(jù)邊界造波法原理及阻尼消波原理,利用STAR-CCM+軟件,建立粘性二維數(shù)值波浪水槽,并將波浪計(jì)算值與理論值進(jìn)行對(duì)比,從而驗(yàn)證了數(shù)值波浪水槽的準(zhǔn)確性。2.提出了浮式防波堤與波浪能發(fā)電一體化裝置的設(shè)計(jì)方案。針對(duì)目標(biāo)海域海況進(jìn)行分析,確定波浪條件,基于防浪消波與波浪能發(fā)電功能兼具、但以消波性能為主的設(shè)計(jì)思想,優(yōu)化設(shè)計(jì)了圓筒浮式防波堤與直葉片Savonius轉(zhuǎn)子波浪能發(fā)電相結(jié)合的一體化裝置設(shè)計(jì)方案。3.直葉片Savonius轉(zhuǎn)子波浪能裝置發(fā)電性能數(shù)值計(jì)算及設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)選。采用CFD方法,對(duì)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的Savonius轉(zhuǎn)子在不同浸沒(méi)水深下性能進(jìn)行研究,并將結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證模擬軟件的可行性。并應(yīng)用此方法對(duì)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)直葉片Savonius轉(zhuǎn)子性能進(jìn)行不同葉片數(shù)、不同浸沒(méi)深度研究。4.圓筒型浮式防波堤與直葉片Savonius轉(zhuǎn)子波浪能一體化裝置性能數(shù)值計(jì)算與分析。應(yīng)用CFD方法,分別對(duì)浮式防波堤與波浪能發(fā)電一體化裝置的水動(dòng)力響應(yīng)、消波性能以及發(fā)電效率進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果與單獨(dú)圓筒型浮式防波堤的水動(dòng)力性能及消波效果進(jìn)行了對(duì)比分析,獲得了不同轉(zhuǎn)子葉片數(shù)、不同轉(zhuǎn)子初始浸沒(méi)深度時(shí)一體化裝置的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)、消波效果及發(fā)電性能。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U656.2;P743.2;TM612

【參考文獻(xiàn)】

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1 潘春昌;王國(guó)玉;任冰;王永學(xué);;圓弧板透空式防波堤消波性能試驗(yàn)研究[J];海洋工程;2014年04期

2 侯勇;孫大洋;;規(guī)則波作用下矩形浮式防波堤的消浪性能試驗(yàn)研究[J];水運(yùn)工程;2013年05期

3 肖惠民;于波;蔡維由;;世界海洋波浪能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J];水電與新能源;2011年01期

4 張振;肖陽(yáng);諶瑾;;基于直線電機(jī)的波浪能發(fā)電系統(tǒng)綜述[J];船電技術(shù);2010年06期

5 劉美琴;鄭源;趙振宙;仲穎;;波浪能利用的發(fā)展與前景[J];海洋開發(fā)與管理;2010年03期

6 韓朋;任冰;李雪臨;王永學(xué);;基于VOF方法的不規(guī)則波數(shù)值波浪水槽的阻尼消波研究[J];水道港口;2009年01期

7 胡嵋;李大鳴;秦崇仁;;淺水區(qū)域浮箱式防波堤結(jié)構(gòu)形式的試驗(yàn)研究[J];中國(guó)港灣建設(shè);2007年05期

8 平麗;董國(guó)海;游亞戈;李仕成;;地形對(duì)岸式波能裝置性能的影響研究[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2007年01期

9 程建生;繆國(guó)平;王景全;尤云祥;;圓弧型浮式防波堤防浪效果的解析研究[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2006年10期

10 劉鵬飛;鄭永紅;王利生;;淹沒(méi)矩形防波堤透反射系數(shù)特性研究[J];海洋學(xué)報(bào)(中文版);2006年05期

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2 陳翔;新型浮式防波堤的設(shè)計(jì)與性能分析[D];江蘇科技大學(xué);2015年

3 呂若辰;梳式防波堤兼作波能發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)與研究[D];天津大學(xué);2014年

4 陳力;浮式防波堤的實(shí)驗(yàn)研究[D];上海交通大學(xué);2008年

5 李仕成;振蕩浮子式波能轉(zhuǎn)換裝置性能的實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2006年

6 平麗;振蕩浮子式波能轉(zhuǎn)換裝置性能的研究[D];大連理工大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2778460