淹没深度对三自由度波能浮子获能的影响

为明确浮子淹没深度对三自由度浮子装置获能的影响,提出漂浮式与淹没式两种浮子模型,计算并比较在不同淹没深度和波浪条件下浮子的获能特性。浮子模型具有纵荡、垂荡与纵摇3个运动自由度。浮子选用直立圆柱体浮子。淹没深度分别设置为其高度的0.5、1.0、1.5与2.0倍,质量相同。漂浮式浮子模型作为对照,基于线性势流理论与边界元方法,建立浮子水动力学模型,计算浮子水动力学参数及运动响应,并采用线性能量转换(power take-off, PTO)系统阻尼,计算并对比浮子在最优PTO阻尼下的平均输出功率,分析淹没深度对浮子获能的影响。研究结果表明,增大淹没深度可以减小浮子的波浪激励力和平均输出功率。对于三自由度浮子,漂浮浮子在低频波浪下获能特性较好,而具有较小淹没深度的浮子在高频波浪下性能更优。     

偏心摆式波能发电装置的设计与水动力性能研究

基于偏心旋转原理,提出一种新型摆式波能装置,并对其进行动力学分析,同时设计物理模型试验,观察其在波浪作用下的运动状态,通过改变装置内部摆锤质量及负载大小,量化二者对装置平均输出功率及一级能量捕获效率的影响。试验结果表明:通过调整摆锤质量和负载可获得平均输出功率最大值。     

淹没深度对三自由度波能浮子获能的影响

为明确浮子淹没深度对三自由度浮子装置获能的影响,提出漂浮式与淹没式两种浮子模型,计算并比较在不同淹没深度和波浪条件下浮子的获能特性。浮子模型具有纵荡、垂荡与纵摇3个运动自由度。浮子选用直立圆柱体浮子。淹没深度分别设置为其高度的0.5、1.0、1.5与2.0倍,质量相同。漂浮式浮子模型作为对照,基于线性势流理论与边界元方法,建立浮子水动力学模型,计算浮子水动力学参数及运动响应,并采用线性能量转换(power take-off, PTO)系统阻尼,计算并对比浮子在最优PTO阻尼下的平均输出功率,分析淹没深度对浮子获能的影响。研究结果表明,增大淹没深度可以减小浮子的波浪激励力和平均输出功率。对于三自由度浮子,漂浮浮子在低频波浪下获能特性较好,而具有较小淹没深度的浮子在高频波浪下性能更优。     

基于双行程液压传动的振荡浮子式波浪能发电系统仿真研究

提出一种基于双行程做功的液压传动方式,可提高能量的利用率并实现功率的更稳定输出。首先建立该发电系统的数学模型,然后利用Matlab/Simulink工具对该模型进行仿真分析,最后搭建该系统的物理试验模型,进行试验验证。仿真及试验结果表明:该系统能实现从不稳定波浪能到较稳定电能的输出,功率波动在25%以内。     

基于链轮链条传动的振荡浮子运动性能仿真研究

文章提出了一种基于链轮链条传动的振荡浮子式波浪能转换装置,该装置可提高二级能量转换过程的效率。文章首先介绍了链轮链条传动的工作原理,并对浮子在链轮链条作用下的受力情况进行了分析;然后以链轮链条传动的振荡浮子运动性能为主要研究内容,利用Matlab/Simulink软件仿真分析了浮子在不同波高及加载条件下的运动位移和速度变化情况,并通过水工物理模型试验进行了对比验证。仿真与试验结果表明:链轮链条传动方案具有高效性及可行性,可为该类装置的设计优化提供参考依据。     

基于TLP系泊振荡浮子波能发电装置锚固性能研究

介绍锚固基础由潜浮体和张力筋腱组成的振荡浮子波能发电装置及10 k W海试样机。采用AQWA软件分析液压阻尼对装置的影响;运用TOPSIS评估方法探寻潜浮体的最优布置位置。研究表明:综合考虑装置位移响应、锚链张力和质量因素,潜浮体位置存在最优解。     

规则波作用下收缩波道波浪集聚行为的数值研究

建立规则波作用下收缩波道波浪集聚行为的三维水动力数学模型,与室内试验数据进行有效验证。利用验证后的模型对不同波浪参数、不同几何尺寸收缩波道的波浪集聚行为进行计算分析,结果发现:随着收缩角的增加,波高集聚系数先增后减,在60°达到最大;随着收缩波道长度的增加,波高集聚系数增加;随着收缩口门宽度和入射波高的增加,波高集聚系数均相应减小。基于量纲分析方法和最小二乘法,拟合并验证由收缩波道相对长度,相对入射波高和收缩角弧度表示的波高集聚系数公式。     

植物带前壅水高度计算的迭代方法

基于明渠水力学基本理论,本文进行了不同种植密度及其种植范围的植物带前壅水高度的水槽试验研究,建立了理论壅水高度计算的迭代关系,得到了实测资料与理论计算数据吻合很好的结果。     

OWC波能装置冲击式透平的计算流体力学分析

近年来,配有固定导流叶片的冲击式透平在OWC式波能发电装置的应用中受到广泛重视.利用Fluent软件对这种透平进行三维数值模拟,考察了外径间隙和轮毂比对透平工作性能的影响;研究了动叶片表面的压力分布和空气流动情况.计算结果与试验数据较为符合,为透平的设计提供了参考值,该数值方法可以成为深入研究波能发电装置冲击式透平的有效手段.     

基于蓄能器的波浪能发电系统工作特性试验研究

针对基于蓄能器的波浪能发电系统中液压能到电能转换环节的效率问题,设计一种蓄能与电力系统的物理试验模型,该模型将波浪不规则往复运动能量收集存储,通过对蓄能器的释放进行控制,将波浪能转换成稳定、连续的旋转机械能,转化为电能输出。通过试验研究的方式,对基于蓄能器的液压蓄能式发电系统的发电特性、蓄能器工作特性、系统压力分布特性展开试验研究,发现降低蓄能器的初始压力、提高发电系统的释放压力可提高发电效率;蓄能器出现压力不能完全释放的现象,并且充气压力、负载电阻越大现象越明显;提出蓄能器充气压力、释放压力的选择方法,得到提高蓄能器工作效率的有效手段,探讨蓄能发电系统的控制方案,为基于蓄能器的发电系统的资源配置、控制策略的设计提供参考依据,具有一定的应用价值。