浮體繩輪波浪發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)形狀試驗研究.pdf

1、近年來，為了控制環(huán)境污染，解決能源危機，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的重視。我國是海洋大國，海洋能源蘊含量極其豐富，因此，積極發(fā)展海洋可再生清潔能源技術(shù)，成為了我國新能源戰(zhàn)略的一個重要組成部分。
　　本論文課題就是依托于國家可再生能源專項資金資助項目“浮體繩輪波浪發(fā)電技術(shù)研究與試驗”，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)來采集

2、波浪能量，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效率高等特點。
　　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到最大，研究內(nèi)容對整個項目的順利完成具有重要的理論和實際意義。
　　本文研究內(nèi)容如下:
　　1、簡單介紹本項目發(fā)電裝置的原理，對浮體進行水動力分析，總結(jié)出附連水質(zhì)量的計算方法，并推導(dǎo)出浮體在無阻尼自由振蕩下的濕固有頻率。結(jié)合小球彈簧振動系統(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、率表達式。
　　2、針對三種不同底面形狀的浮體，計算比較了相同質(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式，最后根據(jù)理論推導(dǎo)，結(jié)合實際條件，尋找到測算附連水質(zhì)量的方法。
　　3、針對共振浮體與輕薄浮體，通過浮體的垂蕩響應(yīng)方程，分析了波浪頻率對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軟件對浮體運動進行仿真分析，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動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動垂蕩振幅大于輕薄浮體，外部阻尼力對共振浮體垂蕩振幅影響遠大于輕薄浮體。
　　5、結(jié)合實驗室條件對以上理論以及仿真分析進行試驗驗證，驗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