混合型波浪能轉(zhuǎn)換裝置及其能量輸出系統(tǒng)研究.pdf

1、獲得長時間、持續(xù)、多維度的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)是認識、開發(fā)、利用和保護海洋的基礎(chǔ)，水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)海洋數(shù)據(jù)獲取的重要手段之一。水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本組成單元，起著數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、聲學(xué)通訊和組網(wǎng)等諸多作用。本文對所設(shè)計的采用蓄電池供能的水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行了海試，針對實驗中節(jié)點所體現(xiàn)的不足之處，提出了一種基于混合型波浪能發(fā)電裝置供能的能源替代方案，以期實現(xiàn)節(jié)點能夠在水下長期連續(xù)工作和數(shù)據(jù)實時傳遞的功能。

2、　　本文首先介紹了海試的基本情況，并對目標海域流場進行了測量，海試結(jié)果表明設(shè)計方案和流場反演方法是可行的;為了進一步優(yōu)化節(jié)點的功能，提出了基于波浪能供能的能源替代方案，該能源替代方案一方面通過水面浮體在波浪下的運動為節(jié)點提供電能，另一方面處于水面的浮體能夠與衛(wèi)星通訊，從而將水下節(jié)點獲取的數(shù)據(jù)實時傳遞給岸基。
　　然后在線性阻尼條件下，對裝置發(fā)電機理和實現(xiàn)最佳能量俘獲時所應(yīng)滿足的條件進行了研究，結(jié)果表明裝置在滿足頻率匹配和阻尼匹配時

3、能夠達到最佳能量俘獲狀態(tài);進一步地通過有限元分析的方法計算了裝置浮體本體的固有頻率和各階模態(tài)振型，結(jié)果表明通過改變裝置物理參數(shù)能夠提高能量的俘獲效率，但效果并不理想，要想完全滿足頻率匹配則裝置的尺寸將變得十分巨大，在工程實現(xiàn)上并不現(xiàn)實，通過研究能量輸出系統(tǒng)阻尼來提高效率將是可行性最強的措施之一。
　　進一步地，通過數(shù)值計算的方法重點研究了混合型波浪能轉(zhuǎn)換裝置的液壓式能量輸出系統(tǒng)的性能，并對重要元件蓄能器的參數(shù)進行了優(yōu)化。結(jié)果表明實