一种漂浮式波浪能液压发电系统的设计与水动力学分析

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	一种漂浮式波浪能液压发电系统的设计与水动力学分析
	盛松伟
导师	游亚戈
	2006-06-08
学位授予单位	中国科学院广州能源研究所
学位授予地点	广州能源研究所
学位名称	硕士
关键词	波浪能系泊液压发电系统水动力学计算
摘要	在传统能源供应日趋紧张，地球环境日益恶化的今天，开发清洁无污染的可再生能源是大势所趋。海洋能是众多可再生能源中的一种，其能量蕴藏丰富，形式多种多样，如潮汐能、波浪能、海流能、温差能等。海洋波浪能是现今世界各国海洋能开发研究的热点与重点，英国、挪威、日本、美国等都在进行波浪能发电装置的试验与示范工作。远离海岸的航标灯、海洋试验设备、海上标记点和小型海洋军事设备等需要电力供应才能正常的工作，这些设备虽然所需电量较小，但一般是比较孤立的存在于无人维护的海洋中。通过海底电缆从岸边向上述设备送电或在海洋中建造平台按放燃油发电机都是困难且昂贵的。利用海洋自身环境条件，设计一种无需维护、成本低廉的小型波浪能发电装置为上述远离海岸且用电量较少的设备提供电力是有意义和价值的。设计和优化该海洋能发电装置是本文的重点工作。文章首先对已有的漂浮式波浪能发电装置进行分析和对比，初步确定采用液压系统作为能量转换的主要机构。然后从能量转换的角度分析实现由波浪能到电能的转换所需的环节，再由能量转换环节推出实现该转换环节的运动形式，最后根据运动形式确定执行运动的具体机构，这样就从整体上确定了系统的基本结构与组成。系统的初步设计是原理性的，因此比较粗糙的，为了最大能力的吸收波浪能，最有效的将波浪能转换为电能，对装置的数学建模、水动力学分析和优化工作是必要的，文章对原理性的装置进行了简化分析，然后建立了数学模型，在建立数学模型的基础上，对波浪和装置的相互作用进行了水动力学计算，最后对系统的弹簧刚性系数和外部阻尼力进行了最优化计算，得到了最优等效阻尼力和系统效率等计算结果。计算过程中采用基于简单格林函数的边界元法来研究二维浮体的水动力学系数和波浪力。本文设计的系泊于海底的波浪能液压发电装置在海洋工程领域有广阔的应用前景。本文对二维浮体做功系统的数学建模、水动力学分析和外部阻尼力的等效计算等工作为处理类似问题提供了一种可以借鉴的方法，计算和优化结果为实际设计工作提供了重要的参考价值。
页数	55
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.giec.ac.cn/handle/344007/3981
专题	中国科学院广州能源研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	盛松伟. 一种漂浮式波浪能液压发电系统的设计与水动力学分析[D]. 广州能源研究所. 中国科学院广州能源研究所,2006.

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