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(yùn)藏量大、分布面廣、能流密度高日益受到人類社會(huì)的重視。浮體繩輪波浪發(fā)電技術(shù)是一種新型的點(diǎn)吸收波浪發(fā)電技術(shù)，由于其原理簡(jiǎn)單，具有發(fā)電可靠性好、效率高、成本低的潛在優(yōu)勢(shì)。
　　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(jì)、強(qiáng)度校核、穩(wěn)性校核，并針對(duì)實(shí)海況試驗(yàn)中存在的效率問(wèn)題進(jìn)行了理論分析，為裝置的進(jìn)一步改進(jìn)提供了依據(jù)。本文具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)分析了

2、不同波浪理論的特點(diǎn)及其適用范圍，并根據(jù)試驗(yàn)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(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)邊界條件，求解勢(shì)波運(yùn)動(dòng)的控制方程，推導(dǎo)了線性波的速度勢(shì)、波動(dòng)壓強(qiáng)和波動(dòng)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(guò)程中的受力情況，推導(dǎo)了浮體運(yùn)動(dòng)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(jī)容量和發(fā)電指標(biāo)的要求，對(duì)波浪能采集裝置

3、的浮體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、主要尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)并應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)浮體吊裝和工作時(shí)的受力情況進(jìn)行仿真，校核其強(qiáng)度和剛度。對(duì)裝置中的關(guān)鍵收繩機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。并對(duì)裝置進(jìn)行了初穩(wěn)性校核和大傾角穩(wěn)性計(jì)算。
　　(4)提出海試樣機(jī)的布放方案和海試方案，對(duì)樣機(jī)的可靠性和發(fā)電效率進(jìn)行了測(cè)試。針對(duì)樣機(jī)實(shí)海況測(cè)試中存在的小浪難以發(fā)電、大浪發(fā)電效率低的問(wèn)題，對(duì)主繩纜進(jìn)行了水動(dòng)力學(xué)分析，分析計(jì)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