组合型振荡浮子波能发电装置物理模型试验研究

发布时间：2021-09-30 16:53

　　随着经济的高速发展、人口的快速增长和社会的快速进步，能源的价值越来越重要。振荡浮子波能发电装置在欧洲被称为第三代装置，由于结构与波浪直接接触获能，因此能量转换效率较高，可在不同水深条件（特别是超过40m的深水区）下工作。本文在已有资料基础之上，设计出将浮子上下运动转化为单向转动的能量传动机构，完成了装置物理模型的设计和加工，并通过物理模型试验的方法对振荡浮子波能发电装置的捕能效果进行了深入的分析研究。本文通过水工物理模型试验的方法首先分析了圆柱型浮子，通过对比不同排水体积、不同直径和不同淹没深度下浮子的运动状况和发电功率，得出浮子发电功率与浮子各尺寸的关系；然后选取一组浮子分析不同波浪要素对浮子运动和发电功率的影响。分析结果表明，浮子发电功率与浮子直径、淹没深度和排水体积有密切关系，并具有一定联动性；波浪要素中波高对浮子发电功率的影响要比周期的影响大，并且存在敏感周期。在对比圆柱型浮子和楔形浮子的过程中，本文发现楔形浮子更容易吸收波浪能，对波浪的适应性更好。在能量转换效率方面，本文分析了能量一级转换效率，结果表明，楔形浮子的一级能量转换效率要明显高于圆柱型浮子。对于同一种浮子，能量一次... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1. 研究背景
        1.1.1. 海洋能现状
        1.1.2 国外波浪能发电装置研究现状
        1.1.3 国内海洋能发电装置研究现状
    1.2 本文主要研究内容
        1.2.1 课题来源
        1.2.2 本文主要研究内容
2. 浮子原型尺寸初步设计
    2.1 浮子波浪力计算
        2.1.1 浮子波浪力计算方法
        2.1.2 弗汝德-克雷洛夫假定
    2.2 浮子测试条件的确定
    2.3 装置的初步方案
    2.4 本章小结
3 组合型振荡浮子波能发电装置的物理模型设计
    3.1 组合型振荡浮子波能发电装置物理模型概念设计
        3.1.1 振荡浮子波能吸收装置物理模型设计
        3.1.2 振荡浮子能量转换装置物理模型设计
        3.1.3 振荡浮子能量输出装置物理模型设计
        3.1.4 振荡浮子波能发电装置物理模型整体概念设计结果
    3.2 相似准则及模型比尺
        3.2.1 相似准则
        3.2.2 模型尺寸确定
    3.3 振荡浮子波能发电装置物理模型的制造加工
        3.3.1 能量转换装置的制造
        3.3.2 波浪吸收装置制造和能量输出装置的加工制造
        3.3.3 振荡浮子物理模型组装结果
    3.4 本章小节
4 组合型振荡浮子波能发电装置物理模型试验研究
    4.1 试验目的
    4.2 造波系统与测量设备
        4.2.1 造波系统
        4.2.2 试验测量设备
    4.3 实验内容
        4.3.1 试验内容和工况组合
        4.3.2 试验方法
    4.4 本章小结
5 试验结果分析
    5.1 概述
    5.2 浮子尺寸对振荡浮子波能发电装置工作性能的对比分析
        5.2.1 同直径下浮子排水体积对浮子运动和发电效率影响的对比分析
        5.2.2 同淹没深度下浮子排水体积对浮子运动和发电效率影响的对比分析
        5.2.3 同排水体积下浮子直径对浮子运动和发电效率影响的对比分析
    5.3 波浪要素对振荡浮子波能发电装置工作性能的对比分析
        5.3.1 波高对浮子运动和发电效率影响的对比分析
        5.3.2 周期对浮子运动和发电效率影响的对比分析
    5.4 楔形与圆柱型浮子波能发电装置工作性能的对比分析
        5.4.1 不同形式浮子运动性能和发电功率的时域分析
        5.4.2 不同形式浮子受波浪影响对比分析
    5.5 振荡浮子波能发电装置能量转换率
        5.5.1 入射波的总能量
        5.5.2 浮子吸收波浪能的计算
        5.5.3 装置能量一次转化效率
    5.6 小结
6. 结论及展望
    6.1 本文的主要研究成果
    6.2 展望与设想
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型振荡浮子式海洋波浪能发电装置的设计[J]. 羊晓晟,曹守启,侯淑荣,张丽珍.  上海海洋大学学报. 2010(05)
[2]汕尾100kW波力电站气室模型性能试验[J]. 梁贤光,孙培亚,游亚戈.  海洋工程. 2003(01)
[3]世界海洋发电状况探析[J]. 武全萍,王桂娟.  浙江电力. 2002(05)
[4]5kW 后弯管波力发电装置的研究[J]. 梁贤光,蒋念东,王伟,孙培亚.  海洋工程. 1999(04)
[5]海洋能是人类未来能源的希望[J]. 毛秀珍,徐燕椿.  今日科技. 1998(02)
[6]大万山岸式振荡水柱波力电站的输出功率[J]. 余志,蒋念东,游亚戈.  海洋工程. 1996(02)



本文编号：3416286