五翼卧轮式波浪能发电装置研究与试验

【摘要】：随着地球生态环境的破坏程度日益增加，化石燃料能源的逐渐枯竭，迫切需要新的能源来支撑人类社会的运转。世界各国把目光投到了海洋，海洋面积占地球的70%，其拥有丰富的各类资源，不仅有石油、天然气、可燃冰等，还蕴藏着巨大的、洁净的、可再生的海洋能源。波浪能作为海洋能源的代表，又可通过合适的装置提取到丰富的经济能源，因而倍受世界各国的关注和重视。人类对波浪能的研究已有100多年历史，目前，利用波浪能发电的技术已经有了突破性进展，已经从初步的研究与模型实验走向了制造简易小型装置从海洋中提取波浪能源。本文根据现有的波浪能发电理论和技术，设计了一种新型波浪能发电装置，即五翼卧轮式波浪能发电装置。本文对五翼卧轮式波浪能发电装置进行了设计，部件选型，对叶片水动力性能的仿真分析，制作样机并做了水槽和海上试验，本文的研究成果如下： （1）根据海洋波浪运动理论，本论文首先确定了五翼卧轮式波浪能发电装置的设计原则及工作原理，介绍了将要用到的相关基础理论，比如：翼型理论，机械密封理论。 （2）根据相关基础理论和波浪能发电装置工作的要求，本论文确定了五翼卧轮式波浪能发电装置的设计方案，确定了装置的结构组成，对主要部件根据实际需要进行了定制选取。 （3）根据设计确定的装置叶片尺寸，等比例建立模型，运用流体力学分析软件Fluent对其进行了水动力性能分析，并分析了流速、转数和安装角对其水动力性能的影响。 （4）制造了小型样机，首先在水槽中做了3次实验，结合Fluent流体分析，对装置进行优化设计。之后，选择厦门海域进行了海上实况试验，验证了装置的可行性及流体分析的正确性。 【关键词】：波浪能发电 浪轮机 水动力性能 安装角 水槽试验 海上试验
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM612;P743.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-17
• 1.1 波浪能发电装置的研究背景及意义9
• 1.2 国内外波浪能发电技术的研究现状9-15
• 1.2.1 波浪能概述9-10
• 1.2.2 波浪能发电装置的开发研究10
• 1.2.3 波浪能发电装置的分类10-13
• 1.2.4 国内外波浪能的开发及应用13-15
• 1.3 本文研究的主要内容15-17
• 第二章 波浪能发电装置设计相关理论基础17-23
• 2.1 波浪理论17-18
• 2.1.1 线性波理论17-18
• 2.2 翼型理论18-20
• 2.2.1 翼型主要元素18-19
• 2.2.2 翼型类型19
• 2.2.3 翼型特性19-20
• 2.3 浪轮机特性参数20-21
• 2.4 机械密封理论21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 五翼卧轮式波浪能发电装置设计23-36
• 3.1 装置设计方案的确定23
• 3.2 波浪能发电装置的结构设计及工作原理23-25
• 3.2.1 装置的结构组成23-24
• 3.2.2 装置的工作原理24-25
• 3.3 波浪能发电装置的主要部件选取25-35
• 3.3.1 叶片的选取及水动力学分析25-30
• 3.3.2 直驱式水下电机的选取30-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 五翼卧轮式浪轮机水动力性能分析36-53
• 4.1 浪轮机流体仿真36-41
• 4.1.1 FLUENT 介绍36-37
• 4.1.2 浪轮机仿真模型构建37-38
• 4.1.3 流体计算域和网格划分38-39
• 4.1.4 边界设置和 FLUENT 湍流模型选择39-41
• 4.2 浪轮机流速仿真分析41-43
• 4.3 浪轮机叶片安装角度仿真分析43-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 五翼卧轮式波浪能发电装置试验53-67
• 5.1 装置在 702 所水槽试验53-55
• 5.2 装置在国家海洋局东海计量标准中心水槽实验55-63
• 5.2.1 水槽试验 155-59
• 5.2.2 水槽试验 259-63
• 5.3 装置在海上试验63-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 总结67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-72
• 附录 海试后台实测二进制数据72-74
• 致谢74-75
• 攻读学位期间获得的专利与发表的学术论文75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

波浪能发电装置的研究    岳文艳;张友恒;

波浪能发电    

基于现场测试的波浪能发电系统转换效率分析方法研究    崔琳;熊焰;王海峰;杨立;

海洋波浪能发电技术的发展与应用    沈利生;张育宾;

世界海洋波浪能发电技术的发展现状与前景    肖惠民;于波;蔡维由;

海洋波浪能发电研究进展    韩冰峰;褚金奎;熊叶胜;姚斐;

国外波浪能发电装置的研究进展    高大晓;王方杰;史宏达;常宗瑜;赵林;

新型岸式波浪能发电装置    赵爽;曾玉强;程哲;袁孟蕾;郭军军;张师帅;

漂浮直驱式波浪能发电装置的负载控制设计    孙洲平;吴必军;李春林;

基于直线电机波浪能发电的制氢设计研究    杨启明;华建;李丹;

波浪能发电技术的发展现状与展望    曲泉铀;何宏舟;

立足静水层利用离岸波浪能发电的方法    陈传文;

波浪能发电中水平阻尼板的实验和二维数值模拟    刁向红;吴必军;

海洋波浪能发电技术现状与前景    游亚戈;盛松伟;吴必军;

振荡浮子式磁流体波浪能发电系统电机特性分析    胡玉震;彭燕;赵淩志;

波浪能发电的开发与展望    任建莉;徐璋;钟英杰;张雪梅;

底绞摇板式波浪能发电装置水动力性能的频域解    赵海涛;沈家法;宁德志;韦燕机;

西班牙将建造波浪能发电站    毛文波

漂浮式波浪能发电装置获专利授权    记者 张建列 通讯员 谢舜源

利用波浪能发电    张蕊

波浪能发电 商用前景展现曙光    高琳 唐晗

俄研制出实验型波浪能发电系统    栾海

世界首座太阳能风能波浪能发电站将在我国诞生    魏刚

6人团队首创“波浪能发电项目”    本报记者 谭华建

波浪能发电“很潮”“很给力”    见习记者 丁乐平　记者 汪坚

新型磁流体波浪能发电竞争力可期    中国科学院电工研究所 彭燕

广州研制出独立稳定波浪能发电系统    金晶 彭勇　

浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究    张大海

振荡浮子式波浪能发电装置水动力性能研究    彭建军

带波浪模拟的浮力摆式波浪能发电装置的试验研究    齐家龙

内置式波浪能发电装置的设计与分析    刘岩涛

五翼卧轮式波浪能发电装置研究与试验    汪亚南

浮力摆式波浪能发电装置仿真与实验研究    黄炜

波浪能发电系统的振荡浮子结构优化    毛来锋

振荡浮子式波浪能发电装置的设计及功率计算分析    王淑婧

多点直驱式波浪能发电监控系统设计与开发    张皓然

振荡浮子式波浪能发电设备传动系统的可靠性研究    艾显著

振荡浮子的实验研究    张向阳

振荡浮子式波浪能发电装置浮子的水动力学仿真    孙玉健