浮體繩輪波浪發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)形狀試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，為了控制環(huán)境污染，解決能源危機(jī)，發(fā)展可再生清潔能源已經(jīng)成為了當(dāng)務(wù)之急，新能源產(chǎn)業(yè)也日益受到世界各國(guó)的重視。我國(guó)是海洋大國(guó)，海洋能源蘊(yùn)含量極其豐富，因此，積極發(fā)展海洋可再生清潔能源技術(shù)，成為了我國(guó)新能源戰(zhàn)略的一個(gè)重要組成部分。
　　本論文課題就是依托于國(guó)家可再生能源專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目“浮體繩輪波浪發(fā)電技術(shù)研究與試驗(yàn)”，主要研究浮體繩輪波浪發(fā)電裝置的浮體形狀。浮體繩輪波浪發(fā)電技術(shù)是一種振蕩浮子式的發(fā)電技術(shù)，主要利用繩輪結(jié)構(gòu)來(lái)采集

2、波浪能量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、效率高等特點(diǎn)。
　　本文研究的主要目的是尋求合理的浮體結(jié)構(gòu)形狀，以期采集波浪能能力達(dá)到最大，研究?jī)?nèi)容對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的順利完成具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　本文研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、簡(jiǎn)單介紹本項(xiàng)目發(fā)電裝置的原理，對(duì)浮體進(jìn)行水動(dòng)力分析，總結(jié)出附連水質(zhì)量的計(jì)算方法，并推導(dǎo)出浮體在無(wú)阻尼自由振蕩下的濕固有頻率。結(jié)合小球彈簧振動(dòng)系統(tǒng)推導(dǎo)出波浪中浮體的垂蕩響應(yīng)方程，求得浮體在垂蕩方向上波浪能的吸收效

3、率表達(dá)式。
　　2、針對(duì)三種不同底面形狀的浮體，計(jì)算比較了相同質(zhì)量的情況下不同底面形狀浮體的吃水深度，并推導(dǎo)出了三種不同底面形狀浮體波浪力表達(dá)式，最后根據(jù)理論推導(dǎo)，結(jié)合實(shí)際條件，尋找到測(cè)算附連水質(zhì)量的方法。
　　3、針對(duì)共振浮體與輕薄浮體，通過(guò)浮體的垂蕩響應(yīng)方程，分析了波浪頻率對(duì)共振浮體垂蕩振幅的影響，并求得共振情況下浮體振幅與波振幅的放大倍數(shù)。
　　4、結(jié)合ANSYS-AQWA軟件對(duì)浮體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真分析，比較了三種不

4、同底面形狀浮體的附連水質(zhì)量、濕固有頻率以及垂蕩方向上所受波浪力的大小，得出凸形底面浮體附連水質(zhì)量最小，所受波浪力最大;比較了共振浮體與輕薄浮體自由運(yùn)動(dòng)的垂蕩振幅以及增加外部阻尼力之后的垂蕩振幅，得出共振浮體自由運(yùn)動(dòng)垂蕩振幅大于輕薄浮體，外部阻尼力對(duì)共振浮體垂蕩振幅影響遠(yuǎn)大于輕薄浮體。
　　5、結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件對(duì)以上理論以及仿真分析進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證得出凸形底面浮體附連水質(zhì)量最小，發(fā)電功率最大，較適合浮體繩輪波浪發(fā)電裝置;受繩子拉力作