收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于AQWA软件的类海蟒式波浪俘能装置的建模与仿真

罗涛  
【摘要】:海洋的面积占据了地球表面积的71%,其中蕴含着丰富的清洁可再生能源。世界各国开展了对波浪能转换的研究工作,在近海建成了多种类型的波浪能转换装置。海蟒式波浪俘能装置作为其中一种重要的波浪能转换装置,根据中国海况条件对其进行相关的数值研究,对于研发该类型的波浪俘能装置具有重要意义。本文基于线性波浪理论,得到了波浪作用力和相关的水动力系数,并给出了本文所用模型的运动时域方程。利用水动力软件AQWA的频域模块AQWA-LINE,建立了具有两节浮筒结构装置的仿真模型,得到了频域下该装置的波激力运动响应振幅算子、附加质量和辐射阻尼随频率的变化曲线。在频域计算的基础上,利用AQWA-NAUT时域模块对该装置进行了单向规则波作用下的运动响应仿真,得出了浮筒在波浪中所受的波激力、重心的位移和速度随时间的变化曲线。简述了海蟒式波浪能转换装置的工作原理。根据具有五节浮筒结构的该装置模型,通过数值模拟计算分析了各相邻浮筒间的相对纵摇角速度的变化规律,并给出基于该纵摇运动速度的俘能功率和俘获因子的计算公式。当给定PTO阻尼时,研究了波高、波浪周期、淹深和阻尼参数对装置俘能特性的影响。对于规则波作用下的该装置,给出了最大功率所对应的最优控制力。并在最优控制力为最优阻尼力的情况下,进一步研究了浮筒参数和波浪参数对整个俘能装置俘能特性的影响。首先将水动力软件AQWA和Matlab整合到优化平台Isight中,建立了联合仿真优化流程,依据数值优化算法,得出了该装置的最优阻尼值。在最优阻尼条件下,研究了不同的浮筒截面对装置俘能特性的影响,得出了选用椭圆形浮筒能显著提高装置的俘能功率;研究了浮筒长度与波长之比变化对俘能功率的影响,得出了浮筒长度为波长的一半时能获得最大的俘能功率;分析了淹深与装置俘能功率的关系,得出了淹深的增加对俘能功率影响较小;通过对不同浮筒节数的装置进行仿真研究,得出了浮筒长度为4或5节时能保证装置的俘能效果和经济性。并基于中国海况下,分析了浮筒长度与俘能功率的关系,得出了适宜中国海况条件的单节浮筒长度。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM612;P743.2

手机知网App
【引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 曲泉铀;何宏舟;;波浪能发电技术的发展现状与展望[A];新形势下长三角能源面临的新挑战和新对策——第八届长三角能源论坛论文集[C];2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 高大晓;王方杰;史宏达;常宗瑜;赵林;;国外波浪能发电装置的研究进展[J];海洋开发与管理;2012年11期
2 郑思明;张永良;;筏式波浪能俘获装置运行特性的数值研究[J];黑龙江大学工程学报;2014年02期
3 沈雅梅;;国际能源形势新变化和中国的机遇与挑战[J];当代世界;2015年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 霍杰;基于CFD的海蟒式俘能装置的水动力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 何欣;三节筏式海浪发电装置液压系统控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖龙飞;杨建民;胡志强;;极浅水单点系泊FPSO低频响应分析[J];船舶力学;2010年04期
2 李洪;张世富;;海上管道在不同波浪理论下的波浪载荷计算[J];中国储运;2011年11期
3 方国强;;波浪和海流条件下潜射飞行器出水姿态参数研究[J];导弹与航天运载技术;2011年03期
4 封星;吴宛青;吴文锋;张成兴;;二维数值波浪水槽在FLUENT中的实现[J];大连海事大学学报;2010年03期
5 孙一艳;柳淑学;臧军;李金宣;;水槽二维聚焦波浪特性试验研究[J];大连理工大学学报;2009年06期
6 唐承华;蔡建立;;海浪算法分析与设计[J];电脑知识与技术;2008年07期
7 温燕玲;朱元清;宋治平;李伟;刘双庆;;冲绳海槽地震海啸的数值试验研究[J];地球物理学进展;2008年02期
8 温燕玲;朱元清;;海啸传播模型与数值模拟研究进展[J];地震地磁观测与研究;2007年05期
9 刘霞;谭国焕;王大国;;基于边界造波法的二阶Stokes波的数值生成[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2010年01期
10 刘忠波;孙昭晨;邹志利;;不同时空格式在求解Boussinesq水波模型中的应用[J];港工技术;2009年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵彬彬;基于G-N理论的三维非线性水波数值模拟方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 徐刚;不规则波中浮体二阶水动力时域数值模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张大海;浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究[D];浙江大学;2011年
4 刘忠波;高阶Boussinesq方程的研究[D];大连理工大学;2006年
5 吕林;海洋工程中小尺度物体的相关水动力数值计算[D];大连理工大学;2006年
6 董俊哲;基于Hamilton体系的非线性浅水波分析方法[D];大连理工大学;2011年
7 陈京普;船舶兴波与浮体运动的非线性现象研究[D];中国舰船研究院;2011年
8 任效忠;准椭圆沉箱波浪力的试验与数值研究[D];大连理工大学;2011年
9 封星;围油栏拦油数值实验平台及拦油失效研究[D];大连海事大学;2011年
10 廖辉;超深水超深钻井作业钻柱三维运动补偿系统的研究[D];广东工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟扬;浮子式波浪发电装置设计及其功率特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张昊;半潜平台波浪绕射的三维时域计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 魏崇;基于信息融合的多传感器轨迹测量[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 唐东洋;风浪联合作用下深水半潜式平台水动力性能实验研究[D];大连理工大学;2010年
5 肖霄;双浮筒—水平板式浮防波堤的数值研究[D];大连理工大学;2010年
6 林子;利用脉冲响应函数法计算物体上不规则波浪力[D];大连理工大学;2011年
7 邹文峰;台风浪在我国内海的传播、演变数值模拟[D];大连理工大学;2011年
8 仇正中;波浪对海底管线作用的数值模拟[D];大连理工大学;2011年
9 沈洁;BEM-FEM联合求解波浪与浮式弹性板的耦合作用[D];大连理工大学;2011年
10 陈丽芬;波流混合作用的完全非线性数值模拟[D];大连理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢楠;Dracos VASSALOS;B.S.LEE;;带舭龙骨柱体的横摇阻尼的粘性流计算(英文)[J];船舶力学;2007年06期
2 黄昊;郭海强;朱仁传;缪国平;;粘性流中船舶横摇阻尼计算[J];船舶力学;2008年04期
3 张振;肖阳;谌瑾;;基于直线电机的波浪能发电系统综述[J];船电技术;2010年06期
4 齐鹏,王永学;三维数值波浪水池技术与应用[J];大连理工大学学报;2003年06期
5 孙景力;海浪发电——取之不竭的能源[J];电器工业;2005年01期
6 张文喜;叶家玮;;摆式波浪能发电技术研究[J];广东造船;2011年01期
7 游亚戈;;我国海洋能产业状况[J];高科技与产业化;2008年07期
8 蔡男;王世明;;波浪能利用的发展与前景[J];国土与自然资源研究;2012年06期
9 韩超;;潮汐能发电的发展状况与前景[J];电子制作;2013年06期
10 刘斌;;海浪发电设备的开发应用[J];电工文摘;2010年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 肖文平;摆式波浪发电系统建模与功率控制关键技术研究[D];华南理工大学;2011年
2 高山;二维数值波浪水槽模式的建立和应用及浪流相互作用研究[D];中国海洋大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 周道良;多节漂浮式波浪发电装置的实验研究[D];大连海事大学;2011年
2 林江波;浮子式海浪发电船的动态分析与仿真[D];燕山大学;2006年
3 曾利;自由面湍流场的数值模拟及其应用[D];哈尔滨工程大学;2006年
4 王凌宇;海洋浮子式波浪发电装置结构设计及试验研究[D];大连理工大学;2008年
5 李宏伟;数值水池造波方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李超;全液压漂浮式海浪发电装置流固耦合分析[D];山东大学;2012年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘书攻,李彦彬,韩洁芬;非线性流函数波浪理论的求解[J];海洋与湖沼;1984年02期
2 付昱华;;改进的线性波浪理论[J];中国海上油气(工程);1989年04期
3 丁小勤;刘骏;;波浪理论及其应用的分析[J];中国科技信息;2010年06期
4 马志良;半潜式平台结构分析中波浪理论的选择问题[J];海洋学报(中文版);1982年05期
5 苏铭德,杨嘉实;直立圆柱与波浪的相互作用[J];水动力学研究与进展;1986年01期
6 董国海,李玉成;斜向流作用下波浪的变形及破碎[J];水动力学研究与进展(A辑);1994年03期
7 姜炳麟;刘冬;;运用波浪理论对上证指数的实证研究[J];商业经济;2006年08期
8 任佐皋;卢燕;杨显怀;;利用流谱图象识别波浪非线性参数[J];河海大学学报;1991年05期
9 胡煜彬;杨凤;朱小敖;;潮位和波浪设计标准组合调查分析[J];浙江水利科技;2013年06期
10 李洪;张世富;;海上管道在不同波浪理论下的波浪载荷计算[J];中国储运;2011年11期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 张心凤;;SWAN波浪模型在黄茅海水域的应用[A];中国水利学会2013学术年会论文集——S5河口治理与保护[C];2013年
2 李玉成;赵云鹏;桂福坤;董国海;;波浪条件下渔网水动力特性研究[A];2006年度海洋工程学术会议论文集[C];2006年
3 张华昌;沈如军;;海上栈桥波浪顶托力试验研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郭建军;波浪理论的妙用[N];证券日报;2004年
2 郭建军;波浪理论的妙用[N];证券日报;2004年
3 上海证券研发中心 朱俊;浅谈波浪理论[N];国际金融报;2001年
4 上海证券研发中心 朱俊;浅谈波浪理论[N];国际金融报;2001年
5 郑州商品交易所市场三部提供;技术分析理论中的波浪理论[N];中华合作时报;2004年
6 山西三立期货 覃必成;波浪分析理论的应用[N];期货日报;2008年
7 郭建军;波浪理论的妙用(之二)[N];证券日报;2004年
8 北京首证 云清泉;波浪理论应用技巧[N];财经时报;2001年
9 ;波浪理论的应用技巧[N];江苏经济报;2002年
10 杨东辉;波浪理论与潮汐运动[N];期货日报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 孙一艳;二维聚焦波浪及其与直立圆柱作用的研究[D];大连理工大学;2010年
2 顾雯;基于波浪理论与预测学方法的国际男装流行色趋势预测研究[D];东华大学;2012年
3 王世澎;波浪对潮流影响的数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
4 马玉祥;基于连续小波变换的波浪非线性研究[D];大连理工大学;2010年
5 李金宣;多向聚集极限波浪的模拟研究[D];大连理工大学;2008年
6 于博;低频波浪的试验研究[D];大连理工大学;2013年
7 谷汉斌;波浪与建筑物作用的数学模型研究与应用[D];天津大学;2005年
8 崔成;畸形波生成、演化及内部结构研究[D];大连理工大学;2013年
9 崔亚强;沪深300股指内在复杂性分析及预测研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗涛;基于AQWA软件的类海蟒式波浪俘能装置的建模与仿真[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 李卫华;波浪理论的探讨及在中国股票市场中的运用[D];湖南大学;2003年
3 付韵韵;波浪对水平圆柱作用的理论分析[D];大连理工大学;2012年
4 赵丹;基于海浪谱的波浪数值模拟与导管架平台结构波浪力计算[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 徐绩青;波浪对斜坡作用力的研究[D];重庆交通学院;2005年
6 余勇飞;波浪的数值模拟及其流场结构分析[D];哈尔滨工业大学;2013年
7 彭延建;波浪在不平底床上传播的数学模型[D];上海交通大学;2010年
8 包伟斌;非线性波浪数值模拟及波浪浅化[D];大连理工大学;2006年
9 李炳锋;基于波浪理论的上证指数运行及趋势研究[D];西安理工大学;2008年
10 温秀媛;波浪辐射应力计算及其对低频波浪的影响[D];大连理工大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026