漂浮擺式波浪能發(fā)電裝置的水動力性能研究.pdf

1、漂浮擺波浪能發(fā)電裝置是一種固定在岸邊的波浪能發(fā)電裝置，裝置能夠為離岸小島以及內(nèi)陸城市提供能量，由于固定在岸邊，此類裝置具有安裝方便，維護簡單等優(yōu)點，同時，此類裝置避免了離岸波浪能發(fā)電裝置電能傳輸?shù)膯栴}。對于此類波浪能發(fā)電裝置，裝置的物理外形以及如何實現(xiàn)裝置與入射波浪的共振是提高裝置波浪能俘獲效率的兩個關(guān)鍵因素，本文基于我國東海波浪能資源分布和波浪要素特點，設(shè)計研究了一種漂浮擺式波浪能發(fā)電裝置，并通過對其水動力性能研究優(yōu)化裝置的迎波面外形

2、，本文主要內(nèi)容包括以下幾個方面。
　　本文首先參照以色列ECOWAVE公司的POWERWING波浪能發(fā)電裝置，結(jié)合浙江大學(xué)海洋學(xué)院大型斷面水槽可試驗裝置尺寸限制確定所設(shè)計漂浮擺的基本外形尺寸。
　　然后，本文介紹了在基本外形尺寸基礎(chǔ)上對漂浮擺裝置的優(yōu)化過程，首先運用變步長消波與多孔介質(zhì)消波兩種方法結(jié)合的方式減小了所用仿真軟件Flow-3D在模擬波浪過程中波浪反射率，然后在Flow-3D中搭建一個裝置與波浪耦合的模型，所有仿真

3、中所用的漂浮擺浮子體積與轉(zhuǎn)動慣量相同，轉(zhuǎn)軸位置也相同。首先模擬了五種基本外形浮子在相同波浪條件的耦合作用，通過裝置在一個周期內(nèi)的最大轉(zhuǎn)角確定一個最優(yōu)的外形輪廓;其次在已確立的最優(yōu)外形輪廓基礎(chǔ)上，進一步對裝置迎波面外形進行優(yōu)化，設(shè)計了六種基本外形，同樣模擬這六種裝置在相同波浪條件作用下的擺角情況，這一步選取了與中國東海實際海況接近的不同頻率的波浪，不僅在時域內(nèi)給出了裝置的水動力特性曲線，在頻域內(nèi)也給出了水動力學(xué)特性曲線，根據(jù)上述曲線結(jié)果，

4、可以參照特定地點的波浪情況選取最適合在該點布放的漂浮擺波浪能裝置的外形。
　　最后，文章還設(shè)計了漂浮擺波浪能發(fā)電裝置的水池實驗，此試驗加工了兩套1∶1波浪能發(fā)電裝置，一套裝置的外形為仿真得出的一個最優(yōu)外形，另外一套裝置的外形為基礎(chǔ)外形。本試驗在浙江大學(xué)海洋學(xué)院港工館水池中進行，試驗?zāi)M了漂浮擺在不同頻率，不同波高，不同水深的規(guī)則波與不規(guī)則波作用下的運動情況，通過對比兩套裝置的試驗數(shù)據(jù)，驗證了優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性，通過對比試驗數(shù)據(jù)與仿真