波浪能捕获浮子仿生抗浪研究

【摘要】：面对日益严峻的能源稀缺问题,促使社会各界对于新型可再生能源——海洋能的开发与利用越发重视。而作为其中分布最广泛,能流密度最大的波浪能。如何将这部分能量高效、经济的转化为方便人们使用的电能,对于这个问题的研究,更是受到世界各学者的竞相追捧。本文将采取一种新型的复合式波浪能发电实验台,其结构简单、捕获效率高、重复利用率高。极大地减轻了传统波浪能发电实验台对于造波池的依赖。该装置采用振荡浮子式波浪能发电装置,以水波理论为核心,根据相对运动原理,模拟二维线性行进波的运动规律,对波浪能捕获装置——浮子的能量捕获效率进行实验研究。本文所设计的实验平台是以所参与的大型海上潮流波浪能实验平台为依据设计制造的,并根据当下最热门的仿生强化原理,对波浪能一级捕获装置——浮子进行仿生抗浪实验研究,建立了仿生浮子在理想二维线性行波作用下的受力模型,通过ANSYS对理想二维线性行波作用下的仿生浮子进行综合分析,并完成了实验台的设计搭建与实验,重点是为实际海况中所遇到的由于海上波浪峰值功率过大,波浪对于波浪能一级捕获装置或转换装置造成的冲击破坏问题的研究提供必要的参考依据。 【关键词】：可再生能源 复合式 波浪能发电 浮子 仿生抗浪
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P743.2
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 课题研究背景9-12
• 1.1.1 波浪能简介9-10
• 1.1.2 波浪能发电技术10
• 1.1.3 波浪能发电装置简述10-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-16
• 1.3 本文的选题意义及研究内容16-21
• 1.3.1 选题意义16-19
• 1.3.2 研究内容19-21
• 第二章 仿生浮子抗浪力学模型21-32
• 2.1 仿生技术相关应用21-27
• 2.1.1 仿生学技术21-22
• 2.1.2 浮子仿生信息的提取22-25
• 2.1.3 浮子仿生附着结构25-27
• 2.2 仿生浮子抗浪力学模型27-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 仿生浮子抗浪性仿真分析32-42
• 3.1 波浪模型32
• 3.2 波浪幅值谱32-33
• 3.3 浮子结构33-34
• 3.4 浮子的抗浪性能分析34-35
• 3.5 仿生浮子抗浪性能分析35-41
• 3.5.1 仿生结构对浮子抗浪性的影响35-37
• 3.5.2 仿生层弹性系统对浮子抗浪性的影响37-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第四章 复合式波浪能浮子抗浪性能测试装置的研制42-60
• 4.1 传统振荡浮子式波浪能发电装置的局限性42-43
• 4.2 波浪质点运动轨迹讨论43-47
• 4.2.1 水波问题的数学模型43-45
• 4.2.2 线性行进波的数学模型45-47
• 4.3 复合式波浪能发电装置的研制47-54
• 4.3.1 实验装置设计原理47-49
• 4.3.2 实验装置结构设计49-54
• 4.4 实验研究54-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 结论与展望60-61
• 5.1 结论60
• 5.2 展望60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 攻读研究生期间发表的学术论文目录65-66

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