纵摇浮子式波浪能转换装置研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）纵摇浮子式波浪能转换装置研究硕士研究生：周丙浩指导教师：马勇副教授学科、专业：船舶与海洋工程论文主审人：盛其虎副教授哈尔滨工程大学2018年06月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）纵摇浮子式波浪能转换装置研究硕士研究生：周丙浩指导教师：马勇副教授学位级别：工程硕士学科、专业：船舶与海洋工程所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年05月论文答辩日期：2018年06月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfo

2、rtheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）TheResearchofPitchingFloatTypeWaveEnergyConversionDeviceCandidate:ZhouBinghaoSupervisor:AssociateProfessorMaYongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ShipbuildingandOceanographyEngineeringDateofSubmission:May.

3、2018DateofOralExamination:Jun.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权

4、使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字

5、）：导师（签字）：日期：年月日年月日纵摇浮子式波浪能转换装置研究摘要在全球推进新能源发展的环境下，波浪能作为一种清洁无污染的可再生能源，既可降低石油开采耗气量、节约资源，又可减少二氧化碳排放，是应对能源短缺以及环境问题，发展清洁能源、调整能源结构的重要选择之一。我国南海波浪能资源丰富，可开发利用程度高，浮子式波能转换装置作为适用广泛型装置，其结构简单、获能构件不与海水接触，安装方便、可靠性高，备受专家学者的关注。纵摇浮子式波能转换装置的浮子外形对装置整体获能效率的影响较大，而理论、数值模拟及试验研究多集中于柱形、球形等有限外形。因此，本文针对纵摇

6、浮子式波能转换装置的外形优化及局部设计展开研究，并对装置的水动力性能进行计算分析。首先，采用商业软件ANSYS-AQWA计算分析柱形球底、锥底、台底三种常见外形的浮子水动力性能，并以此为母型数据，构建参数化的外形优化方案，对浮子的外形和内部布局进行优化设计；然后，建立纵摇浮子的水动力模型，模拟纵摇浮子在波浪中运动的水动力特性，研究内置摆板与浮子的耦合运动方程，编程计入到浮子运动中，利用MATLAB软件对所设计浮子的功率、俘获宽度比进行计算，并分析各影响要素对装置功率的影响；最后，运用FORTRAN软件对AQWA进行二次开发，在规则波、不规则波等多

7、种工况下，分析校核发电装置的运动情况、受力情况及安全性能。研究结果表明：球底型浮子是三类基本外形中纵摇性能最好的；浮子外形影响因素中，迎浪宽度和弧度对浮子的纵摇性能影响较大；内部布局影响要素中，转动惯量对浮子的纵摇性能影响较大；设计浮子的频域水动力性能满足海上移动平台规范要求，纵摇响应性能较优；装置的功率随着PTO阻尼系数和内置摆动体转动惯量I的增加而升高；3规则波和不规则波等各种工况条件下，装置都能安全稳定的运行，可靠性高。本文的研究成果对于南海海域中纵摇浮子式波能转换装置的水动力性能影响研究，以及完善纵摇浮子式波能转换装置的设计研究具有重要意

8、义。关键词：波浪能；浮子；纵摇运动；水动力性能；AqwaI哈尔滨工程大学硕士学位论文II纵摇浮子式波浪能转换装置研究ABSTRACTUn