低波高下振荡式波浪能发电装置浮子仿真

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1、低波高下振荡式波浪能发电装置浮子仿真TheSimulationofOscillationWaveEnergyPowerGenerationDeviceinLowWaveEnergy研究生：冯雪娇指导教师：朱京海教授学科专业：环境科学与工程二〇一七年三月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文低波高下振荡式波浪能发电装置浮子仿真作者姓名：冯雪娇入学年份：2014年9月指导教师：朱京海教授学科专业：环境科学与工程申请学位：工学硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：论文答辩日期：学

2、位授予日期：答辩委员会主席：答辩委员会组成：论文评阅人：声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查

3、阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：日期：硕士研究生学位论文摘要I摘要面对日益激烈的能源危机，海洋这个占据了地球三分之二以上面积的“聚宝盆”，拥有着非常丰富的能量。但目前我国海域波浪能资源分布极不均衡，除广东，浙江，福建等地具有较为丰富的资源之外，其他地区波浪能

4、资源相对贫瘠。现如今，我国对于波浪能发电装置的研究应用主要集中于福建，浙江，山东波浪能资源较为丰富的区域。而对于辽宁这种资源相对贫瘠的区域尚无任何应用性的研究。本文研究的出发点是为拓宽波浪能发电装置的应用领域，针对低波高地区振荡式波浪能发电浮子的应用性的结构优化进行研究。探讨振荡式波浪能发电装置应用于低波高地区海域前期的浮子仿真研究方法。首先，运用弗汝德假定法，针对常见海洋浮子进行受力分析。常见浮子形式有方形、圆球形、水平放置圆柱形、垂直放置圆柱形等形状。初步优选出水动力性能较为优越的波能采集浮子形式

5、。研究表明：垂直放置圆柱形为较优的基本浮子结构。基于三维势流理论对浮子进行水动力性能研究，给出频域及时域下的运动响应方程，并运用AQWA软件结合低波高区海域情况（黄海北部海域的有效波高，周期）进行数值仿真分析。探讨不同尺寸下低波高区海况下的发电浮子运动响应情况。基于变尺寸下的运动响应研究，优化现有的浮子结构。采用AQWA软件针对浮子结构进行建模仿真，分析不同结构下波浪能发电装置浮子的运动响应特点。结果显示：基于频域分析得出适用于低波高海域（以东港海域为例）的振荡式波浪能发电装置的优化浮子结构为外边直径

6、1.3m,内顶直径0.78m,柱长为0.3m的类蝶形圆柱体。运用3D-flow软件建立数值模拟水槽，并根据低波高海洋环境进行波浪条件模拟设置。将优化后的浮子放在数值水槽中模拟计算，从而对AQWA软件分析结果进行校核验证。验证结果表明类蝶形浮子结构输出功率远大于其他两种优化结构，3D-flow数值水槽实验仿真结果与AQWA海域仿真结果一致，即仿真优化后的浮子结构可为后续的海域试验提供有价值参考。关键词：振荡浮子；低波高；AQWA仿真；3D-flow校核II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文Abst

7、ractIIIAbstractFacingwiththeincreasinglyenergycrisis,thereisnodoubtthathugeamountofenergyhidingintheseacalled“TreasureBowl”whichoccupiedtwothirdsofareaoftheearth.However,atpresent,distributionofourcountry’swaveenergyisveryunequal.InadditiontoGuangdong,Z

8、hejiang,Fujianandotherplaces,waveenergyresourceisrelativelypoor.Nowadays,applicationplacesofourcountryforwaveenergyconverterfocusonZhejing,Guangdong,Fujian.AndthereisnoactualstudyforWECinpoorwaveenergyplaceslikeLiaoning.Thisstudy