浮體繩輪波浪能采集裝置的研究.pdf

1、波浪能作為一種海洋可再生能源，由于其蘊藏量大、分布面廣、能流密度高日益受到人類社會的重視。浮體繩輪波浪發(fā)電技術(shù)是一種新型的點吸收波浪發(fā)電技術(shù)，由于其原理簡單，具有發(fā)電可靠性好、效率高、成本低的潛在優(yōu)勢。
　　本文基于浮體繩輪波浪能發(fā)電技術(shù)的工作原理，完成了浮體繩輪波浪能采集裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度校核、穩(wěn)性校核，并針對實海況試驗中存在的效率問題進行了理論分析，為裝置的進一步改進提供了依據(jù)。本文具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)分析了

2、不同波浪理論的特點及其適用范圍，并根據(jù)試驗海域?qū)嶋H波浪情況選擇線性波作為本文的波浪理論，然后利用線性化自由水面的運動學(xué)和動力學(xué)邊界條件，求解勢波運動的控制方程，推導(dǎo)了線性波的速度勢、波動壓強和波動能量。
　　(2)介紹了浮體繩輪波浪能發(fā)電技術(shù)的基本工作原理，分析浮體在波浪作用下上升過程中的受力情況，推導(dǎo)了浮體運動方程，建立了浮體繩輪波浪發(fā)電效率模型。
　　(3)根據(jù)海試區(qū)域?qū)嶋H海況，裝機容量和發(fā)電指標(biāo)的要求，對波浪能采集裝置

3、的浮體進行了結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、主要尺寸參數(shù)設(shè)計并應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS對浮體吊裝和工作時的受力情況進行仿真，校核其強度和剛度。對裝置中的關(guān)鍵收繩機構(gòu)進行設(shè)計。并對裝置進行了初穩(wěn)性校核和大傾角穩(wěn)性計算。
　　(4)提出海試樣機的布放方案和海試方案，對樣機的可靠性和發(fā)電效率進行了測試。針對樣機實海況測試中存在的小浪難以發(fā)電、大浪發(fā)電效率低的問題，對主繩纜進行了水動力學(xué)分析，分析計算結(jié)果表明:由于彈簧收繩能力弱，在海流作用下主繩纜撓度