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《振蕩浮子式波浪發(fā)電裝置的水動(dòng)力學(xué)特性研究論文》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、振蕩浮子式波浪發(fā)電裝置的水動(dòng)力學(xué)特性研究學(xué)位論文答辯日期:指導(dǎo)教師簽字:答辯委員會(huì)成員簽字:獨(dú)創(chuàng)聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果,也不包含未獲得(注:如沒(méi)有其他需要特別聲明的,本欄可空)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名:簽字日期:年月日--------------
2、---------------------------------------------------------------------------------------------------學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)學(xué)校可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所
3、將本學(xué)位論文收錄到《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名:導(dǎo)師簽字:簽字日期:年月日簽字日期:年月日振蕩浮子式波浪發(fā)電裝置的水動(dòng)力學(xué)特性研究摘要面對(duì)嚴(yán)峻的能源危機(jī),低碳、節(jié)能和開發(fā)利用可再生能源將成為世界能源發(fā)展的主題。占地球總面積71%的海洋首先進(jìn)入開發(fā)者的視線,而波浪能以其儲(chǔ)量大,分布廣,獲取方式多樣等優(yōu)勢(shì)成為最有發(fā)展前景的海洋能源之一。當(dāng)今,以振蕩浮子為能量攝取機(jī)構(gòu)、機(jī)械液壓為能量傳遞模式的第三代波浪發(fā)電裝置已經(jīng)成
4、為波浪能開發(fā)的主流和熱點(diǎn),同時(shí),形狀選取和裝置負(fù)載兩方面的研究均對(duì)該種波浪發(fā)電裝置的深入探索提出了迫切要求。本文對(duì)振蕩浮子及能量輸出負(fù)載進(jìn)行了全面的考察。選取常見的圓柱形、圓錐形浮子,基于勢(shì)函數(shù)理論求解浮子的附加質(zhì)量和阻尼系數(shù);對(duì)浮子進(jìn)行受力分析時(shí)考慮能量輸出負(fù)載對(duì)裝置的影響,建立流體力學(xué)方程以及邊界方程;通過(guò)求解方程,分析浮子的重量、形狀及形狀參量對(duì)其能量吸收頻段、共振頻率及相對(duì)振幅的影響,獲得了最優(yōu)浮子形狀及形狀參量。對(duì)裝置進(jìn)行了物理模型試驗(yàn),通過(guò)監(jiān)測(cè)浮子上、下行的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,明確了浮子在空載情
5、況下重量、形狀、波浪要素與浮子隨波性的關(guān)系,試驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果吻合;本文通過(guò)模擬電負(fù)載作用下浮子在波浪中的耦合運(yùn)動(dòng),分析了負(fù)載對(duì)浮子運(yùn)動(dòng)速度及輸出功率的影響?;诶字Z時(shí)均方程和VOF自由液面追蹤方法,建立了適用于振蕩浮子波能發(fā)電裝置的三維數(shù)值波浪水槽。理論分析及物理模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證顯示,在該水槽中的模擬試驗(yàn)不僅可以反映波浪入射條件對(duì)浮子運(yùn)動(dòng)速度的影響,對(duì)于不同形狀浮子的運(yùn)動(dòng)描述也較準(zhǔn)確。構(gòu)建了原型裝置的數(shù)值模擬平臺(tái),通過(guò)引入能量輸出負(fù)載的模擬方法,對(duì)能量輸出負(fù)載作用下原型浮子的耦合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬
6、,分析了不同周期條件下負(fù)載對(duì)浮子運(yùn)動(dòng)的影響,為能量輸出負(fù)載的設(shè)計(jì)提供工程指導(dǎo)。本文綜合運(yùn)用理論分析、物理模型試驗(yàn)和計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬方法,確定了裝置的形狀和具體形狀參量,獲得了負(fù)載作用下浮子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。關(guān)鍵詞:振蕩浮子,波浪發(fā)電裝置,水動(dòng)力學(xué),物理模型試驗(yàn),能量輸出負(fù)載模擬TheStudyonHydrodynamicPerformanceofOscillatingFloaterBuoyWaveEnergyConverterAbstractFacingtheseriousenergycrisis,
7、lowcarbonemission,energyconservationandthedevelopmentofrenewableenergywillbecomethehotspotoftheworld'senergydevelopment.Amongallkindsofnewenergytypes,oceanrenewableenergyattractsmanycountries’concern,providedbytheoceanwhichcoversnearly71percentoftheEa
8、rth’ssurface.Waveenergyhasbecomeoneofthemostpromisingtypesbecauseofitsreservesandwidedistribution.Nowadays,oscillating-bodywaveenergydeviceconsistingoftheoscillatingbuoyandhydraulicsystemareclassifiedasthethirdgenerationwhichhasbeendevelopedre