一種新型筏式波浪能發(fā)電平臺的水動(dòng)力特性研究.pdf

1、邁入21世紀(jì)以來世界各國在飛速發(fā)展的同時(shí)，對三大傳統(tǒng)化石能源石油、天然氣和煤炭的依賴度逐步上升，綜合國力的穩(wěn)步提高和能源短缺之間的矛盾日益突出。以霧霾為代表的化石能源的二次污染不斷困擾著世界各地的百姓，也是各級政府部門重點(diǎn)解決的問題之一。海洋能、太陽能、風(fēng)能等清潔、可再生的綠色能源開始在世界舞臺上嶄露頭角，這其中波浪能具有一些其他新能源不具備的優(yōu)勢，例如能量密度高、環(huán)境影響小、能量損耗低以及能源利用率相對較高等，這些優(yōu)點(diǎn)使得波浪能資源在

2、新能源領(lǐng)域中越來越多地得到了世界各國的青睞。由于我們水文和波浪情況與外國不盡相同，所以不能直接應(yīng)用他國的成功經(jīng)驗(yàn)必須針對我國波浪能資源的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出一套適合我國海況的波浪能發(fā)電裝置。
　　本文在波浪能技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上初步提出了一種多功能模塊化的新型筏式波浪能發(fā)電平臺，并主要研究分析了該裝置在影響俘能效率較大的垂直方向的水動(dòng)力和起伏位移的變化規(guī)律，為后續(xù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和液壓設(shè)計(jì)等提供了參考依據(jù)。論文各章節(jié)內(nèi)容分述如下:
　　第一

3、章主要闡述了我國波浪能資源的分布和利用現(xiàn)狀以及波浪能發(fā)電裝置研究的背景和意義;介紹了國內(nèi)外幾種不同類型的具有代表意義的波浪能發(fā)電裝置和筏式波浪能發(fā)電裝置水動(dòng)力性能的主要研究途徑和研究思路。
　　第二章運(yùn)用線性波浪理論中的微幅波模型，同時(shí)根據(jù)微幅波理論中的基本方程、邊界條件、速度勢函數(shù)分析了波浪中流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特性，得到了不同水深下波浪參數(shù)之間的關(guān)系表達(dá)式，為后續(xù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)和水動(dòng)力特性研究做了鋪墊。
　　第三章簡

4、明闡述了該新型筏式波浪能發(fā)電平臺的主要設(shè)計(jì)功能、整體構(gòu)建技術(shù)路線以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。根據(jù)波浪能發(fā)電平臺的設(shè)計(jì)波況建立了水平圓柱體浮筒在波浪下的受力數(shù)學(xué)模型，之后根據(jù)弗汝德-克雷洛夫假定來近似計(jì)算了不同設(shè)計(jì)波況下的工作圓筒所受垂直波浪力的幅值大小。
　　第四章從動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā)對本文提出的海上筏式波浪能發(fā)電裝置進(jìn)行了空間受力分析，并在第二類拉格朗日方程的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了多單元模塊下的流固耦合數(shù)學(xué)模型，同時(shí)利用海上浮式結(jié)構(gòu)物的起伏位移公式