振荡浮子式波能发电装置的设计优化开题报告

 2021-12-25 03:12

全文总字数:3888字

1. 研究目的与意义(文献综述)

能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础,其在国民经济中具有极其重要的地位。能源相当于国家的血液,它驱动着国家的运转。然而,随着石油、煤炭等传统化石能源被开采与人类社会对能源需求的增加,对新型能源的研究也愈加的重要。自70年代石化危机以来,能源问题就始终是国际社会的关注焦点,随着传统能源的日趋枯竭和全球对于温室气体排放所引起的气候变化问题的关注,不同于传统能源的可再生能源将势必取代传统能源成为世界能源发展的主题。而海洋能源正是一片仍具有极大能源潜力的领域。波浪能是海洋能的一种具体形态,也是海洋能之中最主要的能源之一,汹涌的海浪运动产生巨大而又环保的能量,如果能有效地利用起来这些能量,将是对能源危机的一个十分有效的缓解。

但由于波浪能自身的一些特点,波浪能的收集并不容易,在发电效率、输出稳定性、发电成本等方面仍有很大的优化空间。目前,国内外已经提出了超过四千种波浪能采集装置。但目前已提出的波浪能发电装置也仍存在着不足。例如发电效率低、输出不稳定、发电成本高等问题。因此,为了更有效地利用波浪能。波浪能发电装置的优化具有了十分重要的经济意义。

振荡浮子式发电装置是现在主流的波浪能采集方式,其利用捕获浮体在波浪作用下的垂荡或纵摇等运动,将波浪能转换为捕获浮体的机械能。区别于早期使用的波浪能采集装置,其具有结构简单、效率较高、成本较低、稳定性较高的优势。随着相关技术的逐渐成熟,该装置整体具有较高的可靠性和较高的工作寿命我国虽海岸线绵长,但是波能资源却并不理想,波功率密度普遍不高,由于中国附近海域的波能密度相较于欧洲国家来说要低75%至80%,所以采用无须建造庞大气室的振荡浮子式波浪能发电装置进行波能采集更加符合中国国情。因此,对于振荡浮子式波能发电装置的优化有着一定的战略意义。

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2. 研究的基本内容与方案

1.基本内容

研究的基本内容分为文献学习和建模分析两个模块,首先进行文献学习,对国内外的相关文献进行总结归纳,初步掌握国内外振荡浮子波浪发电装置的发展现状以及相关的基本知识。在文献学习后,通过工程软件对几种现有的浮子模型进行建模,通过时域与频域的计算分析各种形状对于水动力特性的影响,通过分析结果选取最优方案。

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3. 研究计划与安排

第1-2周:分析设计任务书,了解设计要求。查阅相关文献资料,确定方案,完成开题报告。

第3-4周:学习并能熟练使用aqwa,满足接下来工作的软件要求。

第5-7周:完成浮子模型、分析形状对水动力特性的影响。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]马哲. 振荡浮子式波浪发电装置的水动力学特性研究[d].中国海洋大学,2013.

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