振荡浮子式波浪发电装置系泊水动力学分析

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振荡浮子式波浪能发电装置是一种用于获取波浪能的装置,该装置主要通过浮子进行垂向的运动来获取波浪能,并将俘获的能量依次传递至能量转化系统、发电系统,使得装置正常作业,可广泛应用于离岸、岛屿等区域的生活生产用电。主要完成了以下工作:
  应用OrcaFlex软件建立了振荡浮子式波浪能发电机的运动模型;基于模型研究该装置的非线性水动力学特征,分析了在不同海洋工况下,装置浮子的运动性能变化,以及系泊结构的安全性是否得到保障;对比研究了不同质量、电磁阻尼系数等主要设计参数时浮子的振动效率,并根据基本公式计算了相应发电功率的数值结果;尝试探索该装置在给定海况下选定发电机最优结构参数的方法与结果。
  通过以上的研究,获得的主要结论为:
  波高的增大使得装置的发电效率有较大提高,但同时也会导致系泊绳索全体特别是与流体直接接触区域所受张力、弯矩的急剧增大,影响装置工作的安全性,应对上述区域采取相应的加强措施;水平流速的变化对装置影响较小;浮标质量的变化会改变浮标运动的共振频率;电磁阻尼系数的变化不会改变浮标运动的共振频率,但会改变浮标的运动振幅、发电功率以及所受到的系固缆拉力;综合上述试验提取基于算例的最佳参数。
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