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《大连理工大学》 2012年
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摆式波能转换装置水动力特性的数值分析

陈文  
【摘要】:海洋波浪能作为一种无污染的可再生能源,世界各国对其进行了大量的研究,在过去几十年的时间里取得了显著的进步。目前,多种波能转换装置被研制出来,有些已经商业化生产。 本文研究的摆式波能转换装置铰接于开敞海域的海床基础构件上,以摆板做吸能载体随波浪运动而前后摆板,摆板的运动带动液压活塞运动,通过压缩液压系统内的液体形成高压水流,驱动岸边水轮机发电。这种装置的主要优点是:机构简单、频率响应范围宽、极端荷载适应性强、常海况条件转换效率高、建造成本相对较低。在国外还处于实海测试研究阶段,还有待进一步应用与推广。 本文结合这种波能装置的摆板运动规律以及液压系统的工作原理,运用势流理论分析了波浪对摆式波能转换装置的作用,进而分别建立了用于分析波能装置水动力特性的频域模型和时域模型,最后开展了波能装置的摆板振幅、活塞传动力、输出功率、俘获效率以及结构受力的数值分析与研究。主要从以下几个方面展开: 1)对水深、结构尺寸与形状以及液压系统特性参数的影响进行了数值研究,计算了不同参数条件下波能装置的俘获效率、摆板振幅、活塞传动力以及输出功率,通过数据分析给出模型设计参数的合理范围。 2)对波能装置在不规则波作用下的输出性能进行了时域模拟研究,给出了波能装置的摆板振幅、活塞传动力以及能量输出功率的时间历程。 3)从摆板表面受力和转轴受力两方面开展了波能装置结构受力的数值研究,为波能装置的安全性设计提供了参考依据。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P743.2

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【参考文献】
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