后弯管浮体式波力发电装置研究

摘要

后弯管浮体式波力发电装置作为一种离岸的振荡水柱式波力发电装置，既具有振荡水柱式波力发电装置可靠性强、适应性强、安装和维护方便的特点，也具有离岸式波力发电装置工作地点灵活的优势。对此类波力发电装置进行全面的研究，可为开发设计更为高效的波力发电装置提供指导，对解决日益严峻的能源和环境问题具有重要意义。本文以考察此类装置气室内水柱振荡情况为重点，通过水工物理模型试验和数值模拟两种方法系统分析了入射波参量和装置形状参量对装置捕能效果的影响。
　　通过水工物理模型试验，发现了气室内水柱振荡同入射波波高和入射波周期之间的关系，考察了气室完全开敞、输气管添加负载以及弯管横管长度在不同入射波高和周期下对气室内水柱振荡的影响。试验结果表明，气室内水柱振荡受入射波波高、入射波周期、输气管负载及横管长度影响明显。此类装置更适合在大周期、大波高的海况下工作。减少输气管负载，合理确定横管长度能够有效提升装置的工作性能。
　　基于Flow-3D软件，构建了三维数值波浪水槽。该水槽模拟的波浪波高、周期、波长同理论值基本一致。通过数值模拟，考察了气室截面宽度和横管截面宽度对气室捕能效果的影响。分析数据表明，增加横管截面的宽度能够有效提升气室的捕能效果，而增加气室截面宽度对其则有负面影响。

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1 前言

1.1 研究背景

1.2 波浪能发电的研究现状

1.3 振荡水柱式波力发电装置的工作原理

1.4 振荡水柱波力发电装置的发展现状

1.5 本文的主要研究内容

2 后弯管浮体式波力发电装置的试验研究

2.1 后弯管浮体式波力发电装置

2.2 物理模型试验设计

3 试验结果分析

3.1 入射波要素的影响

3.2 负载因素的影响

3.3 弯管向后延伸长度的影响

3.4 规则波与不规则波的比较

3.5 本章小结

4 后弯管浮体式波力发电装置的数值模拟研究

4.1 简述

4.2 流体数值模拟方法

4.3 后弯管浮体式波力发电装置的数值模拟分析

4.4本章小结

5 总结与展望

5.1 本文主要研究成果

5.2 对BBDB波力发电装置研究的展望

参考文献

致谢

个人简历

攻读硕士学位期间发表的学术论文