發(fā)布時間：2024-10-04 20:16

　　隨著傳統(tǒng)能源的日漸消耗,開發(fā)清潔的可再生能源越來越成為世界各國關注的熱點問題,海洋能源以其儲量豐富、清潔無污染等多種優(yōu)點成為多國開發(fā)的重點領域。本論文從數(shù)值模擬和物理實驗兩個方面對振蕩浮子式波浪能采集系統(tǒng)進行了研究。 論文首先介紹了國內(nèi)外波浪能發(fā)電技術的研究現(xiàn)狀,并指出了波浪能發(fā)電技術存在的問題和前景,重點介紹了數(shù)值波浪水槽的研究進展,提出了論文的主要研究工作和創(chuàng)新點。 然后,論文介紹了FULENT軟件的動網(wǎng)格技術和用戶自定義函數(shù)等相關知識,對數(shù)值造波和消波理論進行了闡述；詳細介紹了線性小振幅波和二階stokes波模擬的基礎理論,建立了二維數(shù)值波浪水槽,各模擬了兩種規(guī)則波的三組不同參數(shù)波,并對模擬結果進行了分析,模擬結果與解析值符合良好；利用動網(wǎng)格技術,采用半耦合的方法,分析浮子與波浪的相互作用問題,模擬得出了三種不同波浪條件下浮子的垂直波浪力和水平波浪力,并將垂直波浪力作為浮子振蕩系統(tǒng)的輸入,利用動力學分析軟件ADAMS構建浮子振蕩系統(tǒng),仿真分析了對系統(tǒng)性能具有重要影響的三個主要因素,對樣機的初始設計方案進行了優(yōu)化。 接著,詳細介紹了波浪能實驗平臺的組成結構及功能,對...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 國外振蕩浮子式波能發(fā)電裝置研究現(xiàn)狀
        1.1.2 國內(nèi)振蕩浮子式波能發(fā)電裝置研究現(xiàn)狀
        1.1.3 波浪能發(fā)電裝置存在的問題
        1.1.4 振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置發(fā)展前景
    1.2 數(shù)值波浪水槽的研究進展
    1.3 論文的主要研究工作
第2章 數(shù)值模擬理論介紹
    2.1 CFD應用軟件-FLUENT軟件簡介
        2.1.1 FLUENT軟件基本介紹
        2.1.2 動網(wǎng)格技術
        2.1.3 用戶自定義函數(shù)(UDF)
    2.2 數(shù)值造波與消波
        2.2.1 數(shù)值造波
        2.2.2 數(shù)值消波
    2.3 規(guī)則波模擬理論基礎
        2.3.1 線性小振幅波理論
        2.3.2 Stokes有限振幅波理論
    2.4 本章小結
第3章 數(shù)值波浪水槽的建立及驗證
    3.1 控制方程及初邊值條件
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 初邊值條件
    3.2 自由面追蹤方法—VOF方法
    3.3 模型離散方法—有限體積法
        3.3.1 計算區(qū)域的離散化
        3.3.2 控制方程的離散化
    3.4 流場數(shù)值解法—PISO
    3.5 數(shù)值模擬結果與分析
        3.5.1 模型建立與網(wǎng)格劃分
        3.5.2 邊界條件設置
        3.5.3 消波方法介紹
        3.5.4 模擬結果與分析
    3.6 本章小結
第4章 浮子系統(tǒng)的數(shù)值模擬及分析
    4.1 浮子與波浪相互作用的數(shù)值模擬
    4.2 浮子振蕩系統(tǒng)的數(shù)值模擬
        4.2.1 浮子臂夾角的數(shù)值模擬
        4.2.2 液壓缸下端連接浮子臂的位置的仿真分析
        4.2.3 液壓缸上端連接平臺支架位置的仿真分析
    4.3 本章小結
第5章 振蕩浮子系統(tǒng)的實驗研究
    5.1 波浪能實驗平臺介紹
    5.2 浮子系統(tǒng)實驗內(nèi)容
    5.3 浮子系統(tǒng)具體實驗實施方案
        5.3.1 浮子特征參數(shù)的實驗研究
        5.3.2 浮子臂特征參數(shù)的影響研究
        5.3.3 波浪因素的影響研究
        5.3.4 陣列浮子布置方式的實驗研究
    5.4 實驗結果與分析
        5.4.1 造波機的測試實驗
        5.4.2 浮子形狀實驗研究
        5.4.3 浮子初始吃水深度的影響實驗
        5.4.4 負載重物重量的影響實驗
        5.4.5 波高對浮子輸出功率的影響實驗
    5.5 本章小結
第6章 結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及其它成果
致謝



本文編號：4007103