全液壓漂浮式海浪發(fā)電裝置流固耦合分析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對(duì)能源的需求也不斷增加。傳統(tǒng)不可再生能源的日益消耗，不僅引發(fā)了多次能源危機(jī)，還帶來了一系列的環(huán)境問題，而開發(fā)和利用可再生能源，不僅能有效緩解能源危機(jī)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，更能對(duì)環(huán)境保護(hù)起到重大作用，目前很多國(guó)家都致力于可再生能源的開發(fā)和利用。
　　 海洋能是綠色無污染的可再生能源，不僅能源種類多樣，而且儲(chǔ)量豐富，是目前很多國(guó)家都在重點(diǎn)開發(fā)一種新能源。海浪能作為海洋能中分布最廣，最不受地域限制的一種能量，已經(jīng)被廣泛開

2、發(fā)進(jìn)行發(fā)電，但海浪能很不穩(wěn)定，且海洋環(huán)境復(fù)雜多變，如何利用海浪持久高效的發(fā)電以及發(fā)電裝置在海洋環(huán)境中的生存等問題仍然有待改善。
　　 全液壓漂浮式海浪發(fā)電裝置主要利用浮體來吸收海浪的能量，并通過與其相連的液壓缸將能量傳遞到液壓系統(tǒng)，以此來驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)電。浮體作為全液壓漂浮式海浪發(fā)電裝置的能量吸收裝置，它在海浪作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律將直接影響發(fā)電的效率，而發(fā)電裝置的立柱在海浪作用下的受力情況也同樣值得關(guān)注

3、，本文針對(duì)發(fā)電裝置的浮體和立柱進(jìn)行以下幾個(gè)方面的研究:
　　 首先，簡(jiǎn)要介紹了全液壓漂浮式海浪發(fā)電裝置的工作原理以及發(fā)電裝置施放海域的海況，并對(duì)相關(guān)的波浪理論進(jìn)行了概述。在波浪理論的基礎(chǔ)上，利用Fluent軟件建立三維數(shù)值水槽，并通過在流體控制方程中添加源項(xiàng)的方法使數(shù)值水槽具有造波和消波的功能，為了驗(yàn)證數(shù)值水槽的造波效果，分別模擬了線性波和二階斯托克斯波，根據(jù)波浪模擬結(jié)果顯示，數(shù)值水槽造波和消波效果良好。
　　 其次，分

4、析了浮體所在流場(chǎng)速度勢(shì)的組成以及浮體在流場(chǎng)中的受力情況，并根據(jù)剛體運(yùn)動(dòng)理論和牛頓第二定律建立全液壓漂浮式海浪發(fā)電裝置浮體的運(yùn)動(dòng)方程，在Fluent軟件中利用三維數(shù)值水槽技術(shù)和動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，將浮體的運(yùn)動(dòng)方程與粘性流體的控制方程進(jìn)行耦合，分別分析了浮體在波浪環(huán)境中有負(fù)載和無負(fù)載時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及受力情況，獲得了浮體的運(yùn)動(dòng)速度-時(shí)間曲線圖、位移-時(shí)間曲線圖、受力-時(shí)間曲線圖，由于浮體直接連接液壓缸，所以全液壓漂浮式海浪發(fā)電裝置的發(fā)電效率正比于浮體的