多浮体式波浪能装置水动力特性的解析研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zz123251234
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在目前研发设计出的各种型式的波浪能发电装置中,振荡浮子式波能装置以其结构简单、波能俘获效率高、布置灵活方便等特性受到了广泛关注和研究。波浪能装置研究重点在于降低建造运行成本、提高发电效率以及保证系统稳定性和可靠性。考虑到防波堤与波能装置在转化入射波能量上具有共性,将波能装置集成于防波堤,实现系统成本共享和功能多样化,已成为波浪能集成利用的一个重要方向。本文基于当前振荡浮子式波能装置波能俘获效率相对较低,频宽相对较窄的研究现状,提出了一种振荡浮子式波能装置与浮式防波堤集成的多浮体式波浪能装置系统(以下称“多浮体系统”)。采用解析研究方法,探究了多浮体结构在波能俘获方面的增效机制,并深入开展了规则波和不规则波下系统的水动力特性的研究,为相关工程设计提供科学理论依据。具体开展以下研究:首先基于线性势流理论,采用匹配特征函数法建立了波浪与多浮体式波浪能装置相互作用的解析模型;求解各流域速度势函数,给出了系统各浮体垂向波浪激振力、附加质量和辐射阻尼的求解方法,推导了系统垂荡响应幅值算子,俘获宽度比、反射系数和透射系数的表达式;通过收敛性验证、能量守恒验证及与已发表论文中他人结果的对比验证,证明了本文所建立解析模型的正确性。然后基于解析模型,开展了规则波作用下多浮体式波浪能装置水动力特性的研究。探明了浮体的宽度、吃水、间距、PTO(powertake-off)阻尼、宽度比、吃水比及系统浮体数目对系统水动力特性的影响规律,并揭示了系统在消浪性能和波能俘获特性方面的增效机制。研究结果表明:规则波作用下多浮体系统的有效频宽和总俘获宽度比峰值明显大于同体积下传统单浮体系统,且能在更大频宽范围内保持较高(η>50%)的俘获宽度比,在消浪及波能俘获方面的性能更为优异。最后开展了不规则波作用下具有不同浮体数目的多浮体式波浪能装置的水动力特性的研究,对比分析了规则波情况下具有相同结构参数和浮体数目系统的水动力特性差异,提出该多浮体系统在实际工程应用方面的优势。研究结果表明:不规则波作用下Bragg共振和浮体共振现象减弱,多浮体系统对应有效频宽更大,但总俘获宽度比峰值变小,相邻各浮体的俘获宽度比差别减小。
其他文献
在过去的几十年中,人们对离散事件系统(DES)的状态估计和故障诊断问题进行了广泛的研究。一般来说,为了解决状态估计和故障诊断问题,所研究系统的输出信息必须被给出。通常,
旅游业是既年轻又具有发展潜力的产业之一,21世纪旅游业将成为世界最大产业之一和全球服务业中增长速度最快的行业,旅游业和通讯、信息技术将成为推动21世纪经济发展的主要动
培训评估是检验培训项目成败的重要标准,培训评估所获得的信息是改善培训决策的主要依据,培训评估不仅能对培训质量做出恰当的评价,而且评估过程能帮助培训部门发现培训各环
边缘检测是图像处理研究领域的基础,是图像分割、模式识别的前提,是图像处理过程中很关键的一步。现有的边缘检测算法中常存在边缘不连续、定位不够精准、检测出的边缘存在伪
随着互联网的发展和信息化时代的来临,文件云存储技术进入了高速发展时期,越来越多的个人用户和企业用户通过云存储系统存储、共享和传递文件数据,云存储系统通常需要使用专
支持向量机(SVM)是由统计学习理论发展而来的一种被广泛使用的机器学习分类算法,但是在具体问题中核函数及其参数的选择是决定支持向量机泛化能力的关键因素。本文通过引入泛
在大数据时代的今天,云计算作为一种服务模式,为信息技术部门、科研部门、商业部门等提供动态可扩展服务。虚拟机实现了物理资源的逻辑隔离,可跨系统的为用户提供服务并支持
随着微信这一应用的迅猛发展,在微信公众号上给用户发送图片信息成为微信开发的一个重点。很多时候,我们发送的不仅仅是一幅简单的图片,而是在原有图片的基础上,嵌入带有用户
随着人工智能与计算机相关技术的发展,上世纪九十年代,中国科学院数学研究所陆汝钤院士提出了结合人工智能和计算机动画技术的全过程计算机辅助动画自动生成技术。近年来,移
通过对霸权的制衡以实现国际力量之间的“均势”是现实主义学派的理论基石。纵观近现代国际关系格局变化我们可以发现,均势确实存在于国际体系的历史和现实之中。当下,均势又