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《中国海洋大学》 2010年
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碟形越浪式波能发电装置的水动力性能研究

黄燕  
【摘要】:波浪能是目前国内外海洋能研究的热点,我国波浪能储量丰富,开发利用潜力巨大。深入研究波能转换装置,对解决我国日益严峻的能源和环境问题具有重要意义。漂浮式碟形越浪式波能发电装置是一种新型的波能发电装置,具有转换效率高、适应各种海况、可靠度好等特点。本文以碟形越浪式波能装置的实用化为背景,采用物理模型试验与数值模拟相结合的方法对该装置进行了系统的研究。 本文首先提出了装置的几何形状及装配形式,并设计了装置的初始尺寸,探讨了装置的工作原理与性能特点,再通过装置的受力特性分析建立了主体结构的运动方程,同时检验了装置的漂浮性能。 对装置越浪性能的物理试验研究,明确了装置越浪量与入射波要素的变化关系;对干舷高度、导流叶片数目的研究,阐明了在不同的入射波要素情况下装置波能俘获能力的主要影响因素;对越浪——出水系统的试验,得到了越浪量与出水流量的关系。此外,本文还通过不规则波模拟试验模型装置在真实海况下的工作性能。 本文建立了基于雷诺时均方程和VOF自由面追踪方法的三维数值波浪水槽。与物理模型试验的对比表明,该数值波浪水槽能够有效地模拟波浪爬高及越浪,越浪量随其影响因素的变化趋势及计算结果与试验基本一致。数值波浪水槽较为全面地完成了对越浪——出水系统的研究,监测了出水管流速,克服了试验过程中现有流速计无法监测小管径内流速的问题。 三维数值波浪水槽对装置工作性能的模拟表明,在一定范围内,导流叶片个数对装置越浪量影响较大;出水管管径对出水流量有一定影响,管径的选择需综合考虑越浪量与水轮机匹配的因素。孔板模型可近似模拟水轮机对越浪——出水系统出水流量的影响。 本文综合运用数理模型试验和计算流体力学数值模拟的方法,确定了装置的关键形状参数——导流叶片个数与出水管管径,同时,给出了装置波能转换效率最优的入射波要素以及适合其正常工作的干舷高度变化范围。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:P743.2

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【引证文献】
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1 张皓然;杨绍辉;何宏舟;何光宇;;多点半直驱式波浪能发电监控系统设计及实验数据分析[J];海洋技术学报;2014年01期
2 史宏达;王智强;刘娅君;薛坤;康梦晨;;适用于波浪能利用的低水头水轮机的试验研究[J];太阳能学报;2013年11期
3 陈兵;杨宗宇;Tom Bruce;;越浪式波能发电装置的水力性能研究[J];可再生能源;2013年01期
4 史宏达;刘栋;刘臻;;一种新型波能发电装置的运动响应计算[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2011年10期
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2 史宏达;薛坤;刘娅君;;碟型越浪式波能发电站装置中曲面叶片式低水头水轮机试验研究[A];中国可再生能源学会2011年学术年会论文集[C];2011年
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5 范海文;基于导管架平台的波能发电装置设计与优化[D];中国海洋大学;2014年
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9 刘栋;碟形越浪式波能发电装置锚固系统设计研究[D];中国海洋大学;2011年
【参考文献】
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10 李陆平;田素珍;徐来声;郭洪梅;;渤、黄海波能的估算及其对波能转换前景的评价[J];黄渤海海洋;1984年02期
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1 李晓亮;斜向和多向不规则波在斜坡堤上越浪量的研究[D];大连理工大学;2008年
【共引文献】
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2 陈松笔;安飞飞;朱文丽;李开绵;Luiz JCB Carvalho;李庆孝;;蛋白质组学在木薯育种中的应用[J];生物技术通报;2015年11期
3 宋猜;乌云塔娜;李慧;许靖诗;刘汝卿;;仁用杏花芽3个发育时期数字基因表达谱分析[J];园艺学报;2015年08期
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7 白利明;唐斯佳;文也;杨琦;孙运军;胡胜标;丁学知;夏立秋;;利用转座子构建靶向侵袭性抗肿瘤工程菌[J];中国科学:生命科学;2015年02期
8 刘梦洋;卢银;赵建军;王彦华;罗双霞;申书兴;;HRM技术在大白菜EMS突变体筛选上的应用研究[J];河北农业大学学报;2015年01期
9 李明飞;谢彦周;刘录祥;王超杰;许喜堂;邹淑芳;黄树伟;贺小弟;王成社;;叠氮化钠诱变普通小麦陕农33突变体库的构建和初步评估[J];麦类作物学报;2015年01期
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3 邓克勤;植物凝集素类受体蛋白激酶LecRK-b2的生物信息学分析及基因功能研究[D];湖南大学;2009年
4 麦苗苗;连香树干旱胁迫过程中的生理变化与基因差异表达分析[D];四川农业大学;2009年
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7 包永波;海湾扇贝超氧化物歧化酶家族基因结构、表达和多态性分析[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
8 游向荣;龙眼成花转变与成花逆转的差异蛋白质组学研究[D];福建农林大学;2009年
9 孙颖;百子莲繁殖生物学研究[D];东北林业大学;2009年
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【二级引证文献】
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1 何光宇;杨绍辉;何宏舟;王凤银;;阵列式波浪能发电装置的水动力分析[J];水力发电学报;2015年02期
2 王延刚;仝兴华;朱林森;刘勇;;浮体绳轮波浪发电系统研究[J];应用基础与工程科学学报;2015年01期
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1 郑思明;筏式波浪能海水淡化装置的水动力性能研究[D];清华大学;2016年
2 张孝春;波浪浮标水动力特性及波浪要素识别方法研究[D];武汉大学;2014年
3 王晓明;基于横摇运动的微型波浪能吸收机理与转换装置研究[D];国防科学技术大学;2014年
4 邵萌;海洋能多能互补智能供电系统总体开发方案研究及应用[D];中国海洋大学;2012年
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【二级参考文献】
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7 刘成果;宁德志;;底部铰接浮力摆波能转换装置模型实验[J];水力发电学报;2017年06期
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10 黄治官;李裕和;罗兴华;付策雄;;波能酒疗对运动性疲劳及血乳酸的影响[J];佳木斯教育学院学报;2012年04期
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4 史宏达;高人杰;邹华志;;一种振荡浮子波能发电装置的研究[A];中国可再生能源学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 史宏达;薛坤;刘娅君;;碟型越浪式波能发电站装置中曲面叶片式低水头水轮机试验研究[A];中国可再生能源学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 张颖;李孟歆;侯亮;;基于惯性摆的波能获取研究[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
7 史宏达;刘娅君;刘臻;;越浪式波能发电装置的二维越浪性能研究[A];中国可再生能源学会海洋能专业委员会第三届学术讨论会论文集[C];2010年
8 王全启;何法;;垂荡潜浮薄板波能吸收效率研究[A];北京力学会第二十三届学术年会会议论文集[C];2017年
9 李向南;史宏达;田会元;黄波峰;张雨晴;;偏心摆式波能装置系泊系统性能研究[A];第十八届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2017年
10 張育齊;陳頤;林嘉偉;周一志;;端板對推拉板式波能轉換器捕獲係數之影響[A];第五届海峡两岸水动力学研讨会论文集[C];2015年
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1 刘小溪;加州波能发电机“可持续”[N];中国石化报;2009年
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5 记者 王振清;美推出“波能吞噬推进器船”技术[N];中国船舶报;2006年
6 梅源;未来的几种新能源[N];中国乡镇企业报;2000年
7 远程;未来的几种新能源[N];中国矿业报;2002年
8 戴若·顾比 陈静;碟形形态的形成[N];上海证券报;2008年
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10 克莱顿·马克 刘小溪 译;波电:开发海洋蕴藏的巨大能源[N];中国石化报;2009年
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6 张万超;轴对称垂荡浮子式波能装置水动力及能量转换解析研究[D];哈尔滨工程大学;2017年
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8 邱守强;摆式波能转换装置研究[D];华南理工大学;2013年
9 刘娅君;碟型越浪式波能发电装置的系统设计及优化研究[D];中国海洋大学;2011年
10 郑思明;筏式波浪能海水淡化装置的水动力性能研究[D];清华大学;2016年
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1 郑春玲;阵列鸭式波能收集装置机理分析[D];武汉理工大学;2017年
2 冯卓恒;改进主动共振波能装置效率的方法研究[D];武汉大学;2017年
3 汪林;嵌套式振荡水柱波能转换装置的理论研究[D];浙江大学;2018年
4 杨武;柔性波能发电装置试验研究[D];天津大学;2017年
5 陈帆;双圆筒沉箱兼作波能发电装置的试验研究[D];大连理工大学;2016年
6 陈文;摆式波能转换装置水动力特性的数值分析[D];大连理工大学;2012年
7 耿楠;振荡水柱波能转换器效率分析及改进方案研究[D];湖南大学;2012年
8 范海文;基于导管架平台的波能发电装置设计与优化[D];中国海洋大学;2014年
9 李仕成;振荡浮子式波能转换装置性能的实验研究[D];大连理工大学;2006年
10 刘栋;碟形越浪式波能发电装置锚固系统设计研究[D];中国海洋大学;2011年
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