首页> 正文

浮子式波浪能发电装置采能机构的优化

2020-12-08阅读(807)

浮子式波浪能发电装置采能机构的优化

论文摘要

本文对浮子漂浮式波浪能发电平台“集大2号”进行优化研究,主要结合AQWA水动力学数值仿真和实海况试验结果,分析“集大2号”存在的问题,并对其波浪能采集装置进行优化仿真研究;分析了采能浮子位于平台不同位置、不同摆臂角度、不同阻尼以及浮子变质量对其采能效率的影响,为后续的浮子式波浪能发电装置研究积累理论基础。主要研究内容和结果如下:（1）对波浪能采集装置浮子采能效率计算及捕获宽度比进行推导分析,为优化仿真分析提供理论依据。（2）基于“集大2号”波浪能发电平台的设计参数,用AQWA海工设计软件对其进行数值仿真分析,研究不同波浪频率下浮子的波浪能采集效率和捕获宽度比。结果表明:当波浪频率处于0.05Hz-0.45Hz区间内,该平台的浮子波浪能采集效率随频率的增大而增加;在海况条件保持不变的情况下,针对由5个浮子组成的采能浮子阵列,迎浪的第一个浮子的波浪能采集效果最好,迎浪的第三个浮子的波浪能采集效果最差;由于采能浮子之间存在着消波效应,浮子阵列中迎浪第一个浮子的采能效率最高,沿波浪方向依次降低。（3）对“集大1号”进行优化改造,对“集大2号”波浪发电平台进行实海况实验,并对实验数据进行分析。结果发现:错列布置能减少采能浮子之间的干扰;臂长最长的3#浮子（摆臂长为3.1m,浮子位于波浪能发电平台的中间位置）发电单元的最高发电效率为15.6%,4#浮子（摆臂长2.45m,位于3#浮子的后方）发电单元的最高效率为17.3%;该装置所发的电能比改进前的“集大1号”波浪发电装置更稳定。（4）基于“集大2号”发电平台的仿真结果和实海况试验结果,对发电平台的波浪能采集装置作进一步仿真优化研究。分析浮子位于发电平台不同位置、采能浮子的摆臂角度变化、浮子变质量（不同阻尼）等各种条件下各浮子的波浪能采集平均效率。结果发现:当波浪能采集装置（采能浮子）安装于船艏楔形角区间,其波浪能采集效率较高;当浮子的阻尼力矩落在200N.m-3000N.m区间内时,随着浮子的阻尼力矩增大,其波浪能采集平均效率降低;当采能浮子的摆臂角度为60o时,其波浪能采集效率最高;对于所开发的集大二号波浪能发电平台,当其浮子质量落在500kg-1500kg区间时,随着浮子质量的增加,其波浪能采集效率也增加;浮子的摆臂越长,其波浪能采集效率越高。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景和意义
  •   1.2 波浪能发电装置原理
  •   1.3 波浪能发电装置的国内外研究现状
  •     1.3.1 筏式波浪能发电装置
  •     1.3.2 摆板式波浪能发电装置
  •     1.3.3 点头鸭式波浪能发电装置
  •     1.3.4 振荡浮子式波浪能发电装置
  •   1.4 浮子波浪能采集机构的研究进展
  •   1.5 本文主要研究内容
  • 第2章 波浪相关理论及采能效率计算
  •   2.1 波浪理论
  •   2.2 波浪能采集装置效率计算
  •     2.2.1 微波理论
  •     2.2.2 波浪的势函数
  •     2.2.3 波的总能量
  •     2.2.4 浮子采集的总能量
  •     2.2.5 波浪能采集效率计算
  •   2.3 波浪能采集装置的捕获宽度比
  •     2.3.1 浮体受力
  •     2.3.2 浮体平均输出功率
  •     2.3.3 浮体宽度内波浪输入功率
  •   2.4 本章小结
  • 第3章 浮子式波浪能发电平台的仿真分析
  •   3.1 “集大2号”发电平台及实验海况简介
  •     3.1.1 “集大2号”波浪能发电装置的简介
  •     3.1.2 发电装置的结构尺寸和海况参数
  •   3.2 数值仿真分析
  •     3.2.1 建模与参数设置
  •     3.2.2 频域响应分析
  •     3.2.3 时域响应分析
  •     3.2.4 不同频率下装置的俘获宽度比及效率
  •   3.3 本章小结
  • 第4章 集大2号的建造和海上实验
  •   4.1 “集大2号”的工作原理
  •   4.2 “集大2号”的建造
  •   4.3 海上试验结果与分析
  •     4.3.1 波浪数据采集结果及分析
  •     4.3.2 发电数据结果分析
  •   4.4 本章小结
  • 第5章 漂浮式波浪能采集装置优化探索
  •   5.1 数值优化模型
  •     5.1.1 不同位置对浮子采能效率的影响
  •     5.1.2 不同阻尼力矩对浮子采能效率的影响
  •     5.1.3 摆臂角度变化对浮子采能效率的影响分析
  •     5.1.4 浮子质量对浮子采能效率的影响分析
  •   5.2 优化仿真
  •     5.2.1 “集大2号”的优化仿真
  •     5.2.2 浮子采能效率优化前后的比较
  •   5.3 本章小结
  • 第6章 总结
  •   6.1 总结
  •   6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 在学期间研究成果
  • 在学期间参与的研究项目

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王炳通

    导师: 何宏舟,刘鸿国

    关键词: 波浪能发电装置,采能装置,数值仿真,软件,海上实验,优化

    来源: 集美大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 海洋学,新能源

    单位: 集美大学

    分类号: P743.2;P742

    总页数: 68

    文件大小: 3491K

    下载量: 258

    相关论文文献

    • [1].梦想变现实——波浪能发电[J]. 水资源研究 2008(03)
    • [2].波浪能发电在南海综合开发实践的前期讨论[J]. 工程技术研究 2019(22)
    • [3].一种新型波浪能发电转换装置试验研究[J]. 中国电机工程学报 2019(24)
    • [4].压水板式后弯管波浪能发电装置的试验研究[J]. 水力发电学报 2020(04)
    • [5].波浪能发电系统的建模与仿真[J]. 电工技术 2020(06)
    • [6].波浪能发电现状及关键技术综述[J]. 水电与新能源 2020(01)
    • [7].基于深度学习的波浪能发电功率预测[J]. 广西师范大学学报(自然科学版) 2020(03)
    • [8].筏式波浪能发电装置水动力分析与能量俘获研究[J]. 中国水运(下半月) 2020(06)
    • [9].基于波浪能技术为海岛供电的方案研究[J]. 科学技术创新 2020(25)
    • [10].我国首台500千瓦波浪能发电装置“舟山号”交付[J]. 中国环境监察 2020(07)
    • [11].波浪能发电装置现场测试与评价分析[J]. 太阳能学报 2020(08)
    • [12].多浮子波浪能发电平台受力分析[J]. 中国港湾建设 2020(08)
    • [13].浅谈波浪能发电过程中存在的问题[J]. 新技术新工艺 2020(09)
    • [14].波浪能发电装置的防腐蚀措施[J]. 腐蚀与防护 2019(01)
    • [15].新型浮筒式波浪能发电装置试验研究[J]. 太阳能学报 2019(04)
    • [16].波浪能发电技术专利发展与专利布局研究[J]. 科技创新发展战略研究 2019(03)
    • [17].波浪能发电技术应用发展现状及方向[J]. 新能源进展 2019(04)
    • [18].波浪能发电技术在船舶上的应用[J]. 水运管理 2018(03)
    • [19].一种利用波浪能发电装置[J]. 时代农机 2018(05)
    • [20].多向联轴式波浪能发电装置的设计与研究[J]. 水电与新能源 2018(07)
    • [21].英国首座海底波浪能发电场诞生[J]. 工具技术 2016(11)
    • [22].英国首座海底波浪能发电场诞生[J]. 石油化工应用 2016(12)
    • [23].英国建首座波浪能发电厂未来或可取代风能[J]. 云南电力技术 2016(06)
    • [24].英国建首座波浪能发电厂未来或可取代风能[J]. 云南电力技术 2016(S1)
    • [25].摆动叶片式波浪能发电装置的水动力性能分析[J]. 水资源与水工程学报 2017(01)
    • [26].潮汐能、波浪能发电专利技术综述[J]. 河南科技 2017(01)
    • [27].阵列筏式波浪能发电装置建模与仿真分析[J]. 海洋工程 2017(02)
    • [28].直驱式波浪能发电场的布局优化研究[J]. 可再生能源 2017(03)
    • [29].双螺旋转子式波浪能发电装置数值仿真分析[J]. 海洋技术学报 2017(02)
    • [30].浮力摆式波浪能发电装置时域研究[J]. 太阳能学报 2017(02)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  ;  

    浮子式波浪能发电装置采能机构的优化
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2025 毕论降 版权所有 鄂ICP备12018319号-6