一、Effects of Blade Geometry on Performance of Wells Turbine for Wave Power Conversion（论文文献综述）
张咏行[1]（2021）在《多自由度波浪能发电装置设计与分析》文中研究表明本文结合海洋波浪运动特征与多自由度波浪能发电装置研发需求,对其机械构型设计、运动学响应模型、动力学响应模型以及性能评估等问题进行了研究。论文主要成果如下:□针对波浪大推力与低频特性与海洋特殊工作环境两大方面,提出多自由度波浪能发电装置三大设计原则,并据此对发电装置的浮体外形、固定装置、动力攫取装置进行分别设计,综合出一系列结构性能与发电性能良好的多自由度波浪能发电装置机械构型。考虑到波浪能发电装置实现商业化部署的影响因素,借助层次分析法,从能源捕获性、可靠性、环境友好性与可适应性四个不同角度,构建多指标综合评价模型并进行分析与比较,遴选出最佳的机械构型并作为后续章节分析研究对象。□根据海洋波浪运动特征,借助线性微幅波理论与水质点理论,建立浮体受迫响应模型并进行运动学分析,提取浮体运动学响应特征。结合第二章确定的最终构型,通过分析其结构特点,依据矢量分析法对发电装置各发电支链位置、速度、加速度与跃度进行求解并建立整个发电系统运动学响应模型,利用已提取浮体运动学响应特征对其进行运动学算例分析。□根据海洋波浪动力学特征并结合Froude-Krylov假定法,分析捕能浮体所受水平波浪力、垂直波浪力与波浪力矩,在此基础上运用虚功原理建立发电装置动力学响应模型,并结合发电支链传动特点对其发电功率进行分析,最后利用运动学响应结果作为动力学输入信号进行算例分析。□从波浪运动特征、发电装置结构特征与工程应用价值三个方面,提出发电支链运动响应性指标、全向能量转换指标与波况适应性指标。据此对多自由度波浪能发电装置与同尺度下典型截止式波浪能发电装置进行性能评估与对比分析,结果表明所设计的多自由度波浪能发电装置在结构与发电方面均具有较好的性能。□依据多自由度波浪能发电装置机械结构与海洋波浪运动特征,通过在Solid Works?中建立发电装置机械部分三维模型并导入ADAMS?构建机械动力学虚拟样机,结合Matlab?中Simulink?仿真模块对浮体受迫响应运动规律分析结果,对发电装置各发电支链运动规律与受迫响应力进行仿真实验。仿真结果与发电装置理论计算的运动学与动力学响应模型一致,验证了理论建模的正确性。
谢泽坤[2]（2020）在《单浮体直驱式波浪发电装置研究》文中研究说明开采和利用化石能源会造成严重的环境污染和破坏,对我们赖以生存的全球气候环境形成严重威胁,开发清洁的可再生能源愈加得到各国重视。可再生能源中能量密度最高的是波浪能,利用波浪能发电有望解决全球所面临的能源紧缺,改善全球能源结构和生态环境,推动社会经济的稳步发展。波浪发电的研究主要分为波浪能转换装置、发电设备和控制技术三个方面。本文在分析总结了国内外研究现状的基础上,对于新型单浮体直驱式波浪发电装置的数学模型、结构参数优化和装置控制三方面进行研究。本文基于微幅波理论分析单浮体在波浪中的总速度势,写出了单浮体在频域下的动力学模型,分析了在单浮体波浪发电装置的数学模型中受海水辐射力影响出现的迟滞函数的性质,并将卷积项转化为状态空间方程,得到了新型单浮体直驱式波浪发电装置的时域数学模型。本文针对新型单浮体直驱式波浪发电装置,基于实际海况和最优平均功率算法,提出了一种浮体的设计方法。首先基于波浪条件,确定了浮体的固有频率,计算确定了浮体外形参数的合理范围,其次利用全因子设计方法,设计了实验浮体并在ANSYS-AQWA软件中对于实验浮体进行仿真,得到实验浮体的水动力参数,最后以浮体捕获功率性能为标准讨论了不同参数对于浮体的影响,对比了新型单浮体和传统单浮体性能,得出新型单浮体直驱式波浪发电装置的性能可以有十倍左右的提升。本文对于新型单浮体直驱式波浪发电装置提出一种有效的滑模控制方法,设计了滑模控制率。为实现波浪发电装置在时域下的控制,对于波浪发电装置的水动力参数进行了参数估计,并将识别出的传递函数模型转化为状态空间模型,完成了波浪发电装置运动的时域模型的建立。最后在Matlab/Simulink仿真环境中利用规则波和基于JONSWAP的随机波对波浪发电装置时域状态空间模型和设计的滑模控制器进行仿真验证装置模型的正确性和滑模控制的有效性。
赵天聪[3]（2020）在《基于摩擦纳米发电机的波浪能高效采集技术研究》文中认为大量水下航行器、航标灯、浮标、潜标等海洋监测设备为海洋运输、开发、管控与科学研究提供实时、准确的信息,是推进海洋强国战略及建设智慧海洋的重要基础。目前,海洋监测设备主要依靠电池供电。由于海洋环境复杂、电池容量有限,导致数量多、分布广的海洋监测设备面临巨大供电挑战。而研究先进的海洋能采集技术是解决监测设备持续供电问题的重要途径。加拿大AXYS公司的WindSentinel浮标已经在蓄电池的基础上,增加了风电和太阳能两种能源补给方式。中国船舶重工集团公司第七O一研究所、国防科技大学、天津大学、上海交通大学等在温差能驱动的监测平台领域开展大量研究。相比海上太阳能、海上风能、温差能,波浪能是一种品位高、能流密度大、分布范围广的海洋能。中国、美国、日本、英国等海洋大国均十分重视波浪能研究,相继在海上建立了基于电磁感应发电机的大型波浪能转换装置。然而这些装置难以捕捉小幅度、方向随机的波浪运动,且存在成本高、体积庞大等问题。因此,亟需研究面向海洋监测设备供能的新型高效波浪能采集技术。摩擦纳米发电机基于麦克斯韦位移电流原理,将摩擦起电和静电感应相结合,能直接将无规则的低频机械运动（如人体运动、振动、波浪）产生的能量高效地转化为电能,在物联网、环境感知、安全监测等方面有着巨大应用前景。在前期工作基础上,本文提出了一种新型塔式结构的摩擦纳米发电机（Tower-like Triboelectric nanogenerator,T-TENG）,能将海洋中低频且多方向的波浪运动产生的机械能高效地转换成电能。可以应用于波浪能采集,海洋传感节点自供能,海洋牧场以及海洋能源岛等多个领域。通过建立浮体在波浪中的动力学模型,建立了浮体内部发电单元与外界海洋波浪的流-机-电耦合模型,分析影响摩擦纳米发电机发电性能的影响因素,并进行水池实验。主要研究内容与结论如下:首先,本文通过理论和实验分析,设计了应用于海洋波浪能高效采集的塔式结构摩擦纳米发电机,并进行了相关实验,建立了摩擦纳米发电机与浮体波浪之间的流-机-电耦合模型,验证了该摩擦纳米发电机能与特定频率下的波浪发生共振从而使得输出性能最大化。其次,本文探索了影响塔式结构的摩擦纳米发电机输出性能的相关因素,如:部发电单元惯性球的数目、大小、介电层材料、浮体运动频率、振幅、来流方向和发电单元数目等。实验结果表明,在T-TENG作为电流源的基础之上,研究证实了 1-10层发电单元的短路电流ISC、负载两端电压VR、转移电荷量Q以及功率密度都呈现成倍线性增加的趋势。针对海洋监测设备的供电问题,为突破传统波浪能转换装置难以捕捉多方向波浪的局限性,将波浪能高效转化成电能,提升海洋监测设备的续航能力,通过将发电单元的数量从1增加到10,T-TENG的功率密度可从1.03 W/m3线性增加到10.6 W/m3。这表明由于其独特的机制和结构,T-TENG的功率密度可通过提高并联发电单元的数量成比例地增加。因此,T-TENG的设计被认为是构成T-TENG拓扑网络来对大规模蓝色能源进行收集的有效方法。本文依据摩擦纳米发电机优异性能,结合现有海洋波浪能采集的背景并采用了先进的科学技术以及系统来设计实验方案,提出了一种新型波浪能高效采集装置,为海洋智能传感网、海洋牧场等科研项目的自驱动提供了新思路。
骆锐东[4]（2020）在《悬浮式水平轴潮流能水轮机及其导流罩的设计与水动力分析》文中指出现今世界能源需求的爆发式增长与传统化石能源的枯竭、环境的恶化之间的矛盾愈发尖锐,各国把注意力转向了可再生能源。海洋潮流能因其卓越的环保性、可再生性及丰富的贮存量而成为研究重点。我国有着丰富的潮流能资源,开发潜力巨大。近十几年来,潮流能发电越来越受到国家的重视,得到了比较快速的发展,也取得了初步的理论基础,但我国对于潮流能的利用仍在初期阶段,和发达国家相比仍有很多技术上的难题有待解决。国外很早便对潮流能发电技术展开了研究,因此发展得更加成熟,尤其是欧洲的一些发达国家,已经有规模化商业应用的工程范例,这些范例可以为我国潮流能技术的研究和发展提供一些参考。通过总结近些年国内外潮流能发电装置和潮流能水轮机的的发展状况和技术难点,叶轮效率普遍不高以及制造运行成本高始终是限制潮流能发电规模化应用的重要因素,因此本文提出一种新型悬浮式双向潮流发电装置,并对其关键部位水轮机和导流罩进行设计和研究,具体内容有:采用直驱式发电设计方案,电机端和叶轮直接用键同轴连接,叶轮转动直接带动电机转子;电机采用少槽数、多极数的设计,使其能在较低转速下仍有较高的效率;电机端盖设计成“子弹头”分流罩以稳定流场和减少对水流的阻力;基于BEM理论和翼型理论,设计一种双向叶轮。通过对比分析选取NACA24112作为基础翼型,再截取、拼接得到新的对称翼型,再结合整体结构要求和实际工况,确定出叶片设计的基本参数,基于Wilson法求得各叶素的扭角和弦长,再根据弦长与截面半径之间的关系运用拟合函数对弦长和扭角进行修正,最后将翼型坐标经变换后导入三维建模软件CATIA中进行建模。运用Fluent仿真软件分析不同流速工况下不同叶片数目对叶轮水动力性能的影响,通过网格划分、设置边界条件,求解得到相关压力云图,分析出四叶片时叶轮性能最好;基于导流罩的设计原则和风力扩散器原理,设计一种双边对称式折线型导流罩。在已有项目研究成果上,选定扩口最优角度25°,重点对扩口段长度进行优化设计,利用Fluent软件分别对160mm、190mm、220mm、250mm和280mm的扩口长度进行数值模拟得出其速度云图并进行分析。导流罩内部流速随扩口长度的增加而先增大后减小,在220mm处最大。因为当小于220mm时扩口较小,增速效果差;大于220mm时扩口距内部中心较远,易造成涡流和漩涡产生能量损失;通过水槽实验,验证了叶轮能够较好地捕获双向来流能量;发电轮机在低速（0.5m/s）状态下,可保持正常发电,水轮机的输出测量功率在设计流速2m/s时达到额定功率40W,此时达到最大获能效率25.4%。综上所述,本装置可以为后续的海上试验和未来的实际应用提供一定的参考。
钱莹娟[5]（2020）在《一种垂直轴海流能发电装置的设计与研究》文中指出随着世界范围内不可再生能源减少,各国纷纷加大对清洁可再生能源的开发利用。海洋中有多种存量丰富的能源,其中海流能理论蕴藏量较大。目前国内外有多种形式的海流能利用装置在运行,其中垂直轴水轮机结构简单、可靠性高得到了大力发展,但目前垂直轴水轮机的能量利用效率偏低,有较大提升空间。本文以提高垂直轴水轮机能量利用率为主要目标,提出一种垂直轴海流能发电装置。首先对水轮机水动力性能的研究方法进行简要介绍和总结,再对叶片进行受力分析,将叶片的受力分解到叶轮上,完成叶轮的运动分析,得出水轮机能量利用率的计算公式,分析出利用率与多种因素有关,叶片偏角规律是其中一个重要因素。在结合国内外现有发电装置和目标海域情况的基础上,提出一种10k W垂直轴海流能发电装置,并对样机的基本设计参数进行确定。叶轮由采用中部双支撑安装的三个直叶片组成,载体形式为坐底式,同时完成材料选择、防腐和发电机的选型。在风力机变偏角控制方式的基础上,对水轮机变偏角机构进行重点设计,在Solidworks中进行样机的建模和装配。以单盘面多流管理论为基础,将水轮机利用率作为目标函数,叶片偏角为优化变量,采用序列二次规划算法结合遗传算法对函数进行优化,借助Matlab软件实现,得出不同速比下的偏角规律,为了便于机构控制,利用cftool工具对偏角规律进行多项式拟合,最终得到一组连续的偏角函数,以拟合后的偏角规律为基础进行能量利用率的计算,与摆线式偏角规律的能量利用率进行对比,结果显示各速比下优化后偏角规律下的叶轮能量利用率均有提升。在ANSYS软件中运用CFD方法,对上述偏角下的水轮机进行仿真分析,首先对水轮机模型进行简化,再利用ICEM软件进行前处理;在叶片周围采用O-C型网格,同时对叶片周围进行网格加强,这样可以提升网格的质量,提高仿真的真实性;导入UDF自定义函数以完成偏角规律的实现;在不同叶尖速比下以固定偏角规律、摆线式偏角规律、优化后偏角规律三种规律为对比,结果显示优化后偏角规律可以提高水轮机的利用率,不同偏角规律的最佳尖速比位置不同。
李泽宇[6]（2020）在《一种多级获能潮流发电装置的叶轮性能研究》文中研究表明国际政治、经济形势风云变幻,诸多争端涉及能源争夺以及能源产业带来的利益问题,因此能源领域的发展始终是国际环境中不可忽视的重要话题。陆地资源开发利用渐渐饱和,占据地球面积七成以上的海洋成为人们讨论和涉足的热点。海洋资源,尤其是海洋可再生能源,开始成为目前能源话语体系中研究人员的宠儿,其中,又以潮流能的开发利用为主流趋势。各个能源大国——包括中国——对于潮流能的研究开始进入井喷阶段,各种装备形态、传动样式层出不穷,引发科研学术界的充分讨论,但终究与成熟的大规模应用相差临门一脚。在这种“乱花渐欲迷人眼”的环境中,对于新型潮流利用装置的设计、优化和示范应用的研究,则成为不可避免的课题。因此,如何突破目前潮流能利用的桎梏、进一步推动潮流利用装置的性能发展,则成为本次毕业论文的布局理念和关键问题。本文以完善现有潮流捕获装置、提升潮流发电设备单机性能为目的,采取增加叶轮级数的思路,借鉴传统水轮机设计理念以及仿真与实践经验,提出一种多级叶轮潮流发电装置,并从微观、宏观层面对各个叶轮要素进行研究,通过软件模拟和样机实验对装置可行性和有效性进行了验证;首先,为了填补目前文献综述、市场调研的空白,不仅对潮流发电装置的研究历史进行介绍,还对近几年国内、国际潮流能领域的最新研究成果进行阐述,指出潮流能水轮机的研究处于爬升阶段,还需该领域内研究人员的进一步探索;其次,为了使得叶轮设计与优化拥有充分、完备的支撑逻辑,对潮流水轮机设计领域涉及的叶轮设计基本理论与方法进行了介绍,包括翼型理论、动量-叶素理论以及更进一步地通过积分计算推导的叶片极限性能分析理论;对浪、流联合作用下的水轮机受力及能量叠加情况进行数值计算。在叶片极限性能分析中,包括水轮机功率性能、转矩性能、升力性能和推力性能。在前人研究的基础上进行了更深入和详尽的阐述,加入更具有延展性的应用性的计算推导,可以为后续翼型优化、叶片设计和叶轮设计提供理论支撑;进而,对新型多级叶轮潮流发电装置设计过程进行详细介绍,从整机结构、翼型优化、叶片结构设计、多级叶轮结构设计以及固定桩设计等方面进行分别阐述,通过经典理论计算、计算流体力学分析、有限元数值模拟等方法,对主要部件的结构参数进行设计和确定,最终形成整机设备。以上过程中,介绍了翼型尾缘弯曲程度对翼型水动力性能产生的影响,并设置最优弯角15°以生成叶片,进一步对叶片数目、叶轮级数进行研究,确定5叶片、3级叶轮,而后确定各级叶轮最佳间距,从而完成对叶轮的优化设计;然后,对前文设计完成的叶轮进行水动力学分析,利用ANSYS Workbench中Fluent流体仿真模块进行模型建立、网格划分、求解和结果处理。对多级叶轮不同时间步的瞬态旋转域速度变化、计算域速度变化、不同截面压力分布情况进行展示,分析新型叶轮的仿真表现,验证了设计出发点正确性和有效性;最后,通过设计翼型优化实验、叶片优化实验、多级叶轮样机实验以及多级获能潮流发电装置整机海上实验验证前文所述优化设计的准确性,提升本文研究结果的可信性。并通过实验过程中的平台搭建、电气设计、数据采集等手段,为潮流能发电领域内的实验方法和流程设计提供参考。
李周杰[7]（2019）在《基于涡激提频OWC波能压电发电理论研究》文中认为解决远海海况监测传感器设备供能问题是当前研究的关键技术之一。将海洋波浪能转换为电能直接为传感器供能,压电换能形式结构简单适合于小型能量转换装置,可以有效解决海洋传感器远距离供能和信息传输问题,波浪驱动压电发电为新能源的利用探索提供新思路。海浪驱动压电装置的激励频率低、发电效率低,本文提出一种基于涡激提频的波浪能驱动压电能量转换装置,将低频的波浪能转换为高频的激振空气压力,作用在压电振子上实现能量的转换。该装置由振荡水柱（Oscillating Water Column,简称OWC）波能采集装置、涡激提频装置、压电发电装置三部分组成。实现了波浪能—空气动能—压电能的三级能量转换。基于流体力学、线性波理论建立OWC能量采集过程数学模型。应用该模型讨论了入射波、OWC气室尺寸对波浪能转换为空气动能的影响。用数值模拟分析了 OWC气室内波浪能到空气动能能量转换过程,分析了气室出口高速气体流动特性。模拟分析结果表明:入射波周期为0.85s、前墙吃水深为0.25m时,波浪能转换产生的空气流速最大,并且随入射波波幅增大而增大。设计基于卡门涡街效应建立涡激提频装置,将OWC气室内转换的空气动能转换为高频激振压强,作为压电装置发电的外界激励。经计算海浪周期为0.6s-1.1s时,可产生频率为55Hz-115Hz,压强达35Pa-110Pa的空气压力激励。根据力学基础理论对钹型压电振子变形情况进行分析,确定压电振子厚度方向的切向应变、钹片下部端点的切向变形、压电片沿径向的变形量。利用压电功能材料基础理论实现压电发电机电耦合理论建模分析,研究压电换能输出特性。分析结果表明钹型压电振子的输出功率与外接负载和激励频率有关,并随激励频率增大而增大。基于涡激提频的OWC压电发电数值分析模拟,分别讨论了海浪周期、海浪波幅、前墙吃水深、斯特劳哈尔数、气流流速、钝体直径、钹型压电振子结构、等对压电振子产生压电能的影响情况。
陈三木[8]（2019）在《横轴潮流能水轮机翼型优化》文中进行了进一步梳理作为一种尚未大规模开发的清洁可再生能源,潮汐能正在越来越引起人们的关注和重视。预计未来潮流能发电将会在电力市场中扮演越来越重要的角色,潮流能水轮机的发展和应用也将更为完善。水轮机叶片是获取潮流能的核心部件之一,其水动力性能决定了潮流能发电机的能量利用率、载荷特性、空化特性及噪声水平等,而决定叶片性能的最主要因素是构成叶片外形基本要素的翼型。因此,高性能翼型对于提高水轮机叶片潮流能捕捉能力、降低叶片载荷等有重要意义。为此本文开展了横轴潮流能水轮机翼型的水动力分析与优化设计方法、横轴潮流能水轮机设计建模及其数值模拟的研究,主要研究工作如下:首先进行二维翼型水动力CFD模拟。数值计算和网格生成分别应用Fluent和Pointwise,计算应用C型网格,并进行网格无关性验证。采用基于RANS的SST k-ω湍流模型对翼型在各个攻角状态下的绕流进行了水动力分析,与实验结果相比,小攻角时,结果吻合非常好,综合误差小于1.5%,最大误差为2.82%。这部分内容主要为翼型优化提供精确的数值校准,为优化平台搭建过程中的重要步骤。随后对水轮机翼型进行单点、多点优化。采用基于代理模型的单目标、多目标优化设计方法,根据叶片不同截面处的水动力要求分别在不考虑空化和考虑空化条件下进行了单攻角、多攻角优化设计,无空化情况下单点优化效果明显,目标函数提升达19.61%,多点优化则弥补了单点优化翼型在大攻角时的较差性能,实现了全攻角范围的性能提升;考虑空化得到的翼型则在优化点附近显着降低了翼型空化区域面积。对优化前后翼型的水动力性能的对比分析也表明了优化后翼型性能优异,验证了该优化平台的有效性。最后通过数值模拟评估水平轴潮流能水轮机水动力性能。首先建立水平轴潮流能水轮机三维模型,利用MRF模型对整机进行稳态计算,验证了该稳态计算方法结果正确合理且满足准确性,流场分析展示了流场细节。然后以优化前后翼型分别建立水平轴潮流能水轮机模型,并进行对比计算,结果表明当翼尖速比较小时,优化后模型具有更高的能量利用效率。
梁灿棉[9]（2019）在《漂浮式海洋波浪垂直差动能发电装置的波轮机的研究》文中研究表明随着世界各国的经济和社会发展,全球对于能源的需求量日益地提高,然而结构体系以化石能源为主的世界能源面临着资源枯竭和环境污染的问题,可再生能源的发展迫在眉睫。波浪能,具有着能量密度高、分布广泛而且储量丰富的特点,是一种极具应用潜力的能源。通过对海洋的研究发现,海洋具有表面波浪起伏汹涌而在海平面以下二十多米的深处以及更深处的海水则是相对平静的特点,在本篇论文中将海洋表面波浪区与深处稳定区之间存在的能量差值称为海洋波浪的差动能量。在本篇论文中研究的漂浮式海洋波浪垂直差动能发电装置正是要利用海洋波浪的差动能量在垂直方向上的分量来进行发电。该发电装置凭借波轮机内部的上下定子导流叶片和转子叶片的配合作用,让转子在上下往复流经波轮机内部的水流运动作用下能够保持单向旋转运动。本篇论文中研究的内容主要包括以下几个方面:（1）根据线性波浪理论,对漂浮式海洋波浪垂直差动能发电装置的漂浮平台部分的受力、对波轮机的受力、对波轮机转子叶片在水流作用下所受到的力矩、对转子的转速以及对波轮机的转换效率和装置的整体转换效率进行理论分析。（2）使用3D打印制作小尺寸的波轮机样机来进行风洞试验测试波轮机转子的飞逸转速,按照该风洞测试仪和波轮机样机的尺寸建立相应的流体场网格并进行流体仿真计算波轮机转子的飞逸转速,将两者进行对比以验证流体仿真计算的准确性。（3）利用正交试验设计的方法与流体仿真计算结合,对波轮机中的三种参数上下定子导流叶片的数量、转子叶片的数量和收缩比对波轮机转子的最高转速、转子最高功率、轴向受力、出入口端截面压强差值等的影响作用进行分析,以期得到对于波轮机性能优化的方向。（4）分析目前的漂浮式海洋波浪垂直差动能发电装置存在的一些缺点,并且参考某些后掠式风力发电机的叶片设计方案、脉冲轮机的叶片优化设计方案以及其他波浪能发电装置的设计方案等,然后对发电装置进行改进设计,接下来绘制三维模型并利用3D打印技术制造波轮机样机。
卜凡[10]（2019）在《海流发电机系泊系统的动力特性研究》文中研究指明随着传统化石能源的日益枯竭和环保问题日益受到重视,寻找和开发新的可再生清洁能源已经成为人类社会发展的重要课题。在众多清洁能源研究方向中,海洋能源的储藏量大,清洁程度高,随着技术的进步已经越来越引起人们的关注。其中,海流能是海洋能的一种重要表现形式,海流发电技术也逐渐投入到商业开发中,具体形式为:用水道或者海峡中较为稳定的海水流动,或者由于潮汐导致的水流动能来推动叶轮旋转,再通过增速系统带动发电机发电。在整个海流发电机的系统组成里,系泊系统与叶片结构又是其中两个重要的组成部分。不同的叶片类型会在海流环境中受到不同载荷的影响进而产生不同的发电效果,特定的系泊系统也会有不同的动力特性,并且两者相互反馈。考虑到海洋环境及发电机自身结构的复杂性,针对特定的发电机设计出合适的系泊系统,对维持整个发电机系统的稳定性以及提升发电效率都具有重要意义。本文首先对国内外海流发电机行业现状及相关研究进展进行综述,介绍了海流发电机的叶片设计理论和浮式结构物的水动力学计算理论,为后续的发电机模型设计及系泊计算奠定理论基础。接着在对Orcaflex软件介绍和系泊系统设计规范总结的基础上,设计了一种新型的双机式海流发电机及对应的张紧式系泊系统。首先对比了相同系泊系统条件下,双机式海流发电机与单机式系统的运动表现和系泊张力反应,衡量两种系统的稳定性。接着为考虑叶片载荷对系泊系统影响,在Orcaflex中对不同精细程度的叶片进行建模,分别对比单一翼型/三翼型/九翼型的数值模拟结果。结合使用M-BEMT软件优化后的翼型参数,对比使用原始翼型叶片的发电机的模拟结果,说明精细叶片及优化翼型对海流发电机稳定性及系泊系统表现的影响。最后对比了不同的系泊形式对于本研究中的海流发电机系统的定位表现,选出系泊张力及定位能力表现更佳的系泊系统,并模拟了其在不同的来流环境下的系泊线张力和平台运动表现,为未来的海流发电机阵列布置提供参考。
二、Effects of Blade Geometry on Performance of Wells Turbine for Wave Power Conversion（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Effects of Blade Geometry on Performance of Wells Turbine for Wave Power Conversion（论文提纲范文）
（1）多自由度波浪能发电装置设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 波浪能发电技术原理 |
| 1.2.2 波浪能发电装置实现 |
| 1.2.3 波浪能发电装置运动学响应分析 |
| 1.2.4 波浪能发电装置动力学响应分析 |
| 1.2.5 波浪能发电装置虚拟样机仿真 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 多自由度波浪能发电装置构型设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多自由度波浪能发电装置设计原则 |
| 2.3 多自由度波浪能发电装置结构设计 |
| 2.3.1 自由度选取 |
| 2.3.2 浮体设计 |
| 2.3.3 固定装置设计 |
| 2.3.4 动力攫取装置设计 |
| 2.3.5 构型综合 |
| 2.4 发电装置构型综合评价 |
| 2.4.1 评价标准 |
| 2.4.2 综合评价模型 |
| 2.4.3 比较与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多自由度波浪能发电装置运动学响应分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 浮体受迫响应模型 |
| 3.2.1 线性微幅波理论 |
| 3.2.2 受迫响应分析 |
| 3.3 发电装置运动学响应模型 |
| 3.3.1 系统描述 |
| 3.3.2 位置分析 |
| 3.3.3 速度分析 |
| 3.3.4 加速度分析 |
| 3.4 运动学算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多自由度波浪能发电装置动力学响应分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 捕能平台受波浪力分析 |
| 4.2.1 Froude-Krylov假定法 |
| 4.2.2 浮体受力动态模型 |
| 4.2.3 波浪激振力分析 |
| 4.3 发电装置动力学响应模型 |
| 4.3.1 系统动力学响应模型 |
| 4.3.2 发电支链传动分析 |
| 4.3.3 机电耦合动力学分析 |
| 4.3.4 发电功率与发电量 |
| 4.4 动力学算例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 波浪能发电装置性能评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 性能评价指标建立 |
| 5.2.1 发电支链运动响应性指标 |
| 5.2.2 全向能量转换指标 |
| 5.2.3 波况适应性指标 |
| 5.3 性能评估 |
| 5.3.1 多自由度波浪能发电装置性能评估 |
| 5.3.2 典型波浪能发电装置性能评估 |
| 5.3.3 算例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 虚拟样机联合仿真 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 虚拟样机技术介绍 |
| 6.3 虚拟样机构建 |
| 6.4 联合仿真实例 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.1.1 概念设计方面 |
| 7.1.2 运动学响应分析方面 |
| 7.1.3 动力学响应分析方面 |
| 7.1.4 性能评估方面 |
| 7.1.5 虚拟样机方面 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士学位期间参加的科研项目与主要成果 |
（2）单浮体直驱式波浪发电装置研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 波浪能发电技术概述 |
| 1.2.1 波浪能转换转换装置 |
| 1.2.2 发电设备技术研究概述 |
| 1.2.3 控制技术研究概述 |
| 1.3 波浪能发电技术研究主要问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 装置受力分析和建模 |
| 2.1 微幅波浪理论 |
| 2.1.1 坐标系和波浪定义 |
| 2.1.2 基本方程 |
| 2.1.3 定解条件 |
| 2.2 浮体频域分析 |
| 2.2.1 浮体速度势 |
| 2.2.2 浮体受力分析 |
| 2.2.3 频域动力学模型 |
| 2.3 单浮体直驱式波浪发电装置时域模型 |
| 2.3.1 线性系统时域模型 |
| 2.3.2 传统单浮体波浪发电装置时域模型 |
| 2.3.3 新型单浮体波浪发电装置时域模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 装置设计和优化 |
| 3.1 设计基础 |
| 3.1.1 波浪条件 |
| 3.1.2 最优平均功率算法 |
| 3.2 浮体设计 |
| 3.2.1 浮体外形设计 |
| 3.2.2 浮体回转半径 |
| 3.3 浮体优化试验 |
| 3.3.1 实验设计 |
| 3.3.2 AQWA仿真 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.4.1 浮体外形的影响 |
| 3.4.2 质量比和弹性系数比对于装置的影响 |
| 3.5 与传统单浮体的对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 装置的控制和仿真 |
| 4.1 滑模控制的控制器设计 |
| 4.1.1 滑模控制原理 |
| 4.1.2 滑模控制器设计 |
| 4.2 新型单浮体的仿真搭建 |
| 4.2.1 新型单浮体仿真模型 |
| 4.2.2 SVPWM模块 |
| 4.2.3 滑模控制仿真结果 |
| 4.3 基于Jonswap谱的随机波仿真 |
| 4.3.1 Jonswap谱随机波 |
| 4.3.2 随机波浪仿真结果 |
| 4.3.3 滑模控制与PI控制对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）基于摩擦纳米发电机的波浪能高效采集技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 海洋监测与无线传感网络 |
| 1.1.2 波浪能发电为海洋无线传感自驱动提供新思路 |
| 1.2 波浪能发电技术形式及研究现状 |
| 1.2.1 电磁式波浪能发电机装置特点及其应用情况 |
| 1.2.2 压电式纳米发电机装置在波浪能发电中的应用现状 |
| 1.2.3 摩擦纳米发电机装置在波浪能发电中的应用现状 |
| 1.2.4 不同形式的波浪能发电装置及其综合对比 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 T-TENG结构设计与工作原理 |
| 2.1 T-TENG理论基础 |
| 2.2 T-TENG基本工作原理 |
| 2.3 T-TENG电荷转移及仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 T-TENG实验平台 |
| 3.1 实验设备 |
| 3.2 T-TENG器件制作 |
| 3.3 基于浮体运动模拟平台的T-TENG发电性能实验测试系统 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 T-TENG运动规律 |
| 4.1 惯性球运动规律研究 |
| 4.2 浮体运动规律研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 T-TENG发电性能研究 |
| 5.1 T-TENG发电模型研究 |
| 5.2 实验材料与结构对T-TENG输出性能的影响 |
| 5.2.1 介电材料对T-TENG发电性能的影响研究 |
| 5.2.2 惯性球数量、直径对T-TENG发电性能的影响研究 |
| 5.3 频率和弧面曲率对T-TENG发电性能的影响研究 |
| 5.4 振幅对T-TENG输出性能的影响 |
| 5.5 来流方向对T-TENG输出性能的影响 |
| 5.6 发电单元数目对T-TENG输出性能的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 T-TENG采集海洋波浪能演示实验 |
| 6.1 T-TENG海洋波浪能模拟测试平台 |
| 6.2 T-TENG水槽实验性能测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（4）悬浮式水平轴潮流能水轮机及其导流罩的设计与水动力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 潮流能发电装置研究现状 |
| 1.2.2 潮流能水轮机研究现状 |
| 1.3 研究目的与意义 |
| 1.4 本文主要的研究内容 |
| 第二章 悬浮式潮流能发电装置的结构与发电机设计 |
| 2.1 发电装置总体结构设计 |
| 2.2 发电原理介绍 |
| 2.3 发电机方案设计 |
| 2.3.1 电机结构 |
| 2.3.2 电机端盖分流罩设计 |
| 2.3.3 电机的密封与防腐 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 水轮机叶片的结构设计 |
| 3.1 叶片设计的基本理论 |
| 3.1.1 动量-叶素理论(BEM Theory) |
| 3.1.2 翼型几何参数与流体受力分析 |
| 3.1.3 翼型种类 |
| 3.2 “S”翼型设计 |
| 3.2.1 基础翼型的选择 |
| 3.2.2 基础翼型的水动力性能 |
| 3.2.3 新翼型的动力学分析 |
| 3.3 确定叶片设计参数 |
| 3.4 建立叶轮模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 叶轮及其导流罩的水动力分析 |
| 4.1 CFD概述 |
| 4.2 数学模型 |
| 4.2.1 控制方程 |
| 4.2.2 湍流模型 |
| 4.3 叶轮的水动力分析 |
| 4.3.1 划分网格及设置边界条件 |
| 4.3.2 计算结果分析 |
| 4.4 导流罩的优化设计 |
| 4.4.1 导流罩相关介绍 |
| 4.4.2 导流罩的水动力分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 发电装置的实验研究 |
| 5.1 实验设备 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（5）一种垂直轴海流能发电装置的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 海流能发展现状 |
| 1.2.1 垂直轴海流能装置 |
| 1.2.2 水平轴海流能装置 |
| 1.2.3 其他海流能装置 |
| 1.3 国内外垂直轴水轮机变偏角技术研究进展 |
| 1.3.1 垂直轴风力机变偏角技术 |
| 1.3.2 国际上垂直轴叶轮机变偏角技术 |
| 1.3.3 国内垂直轴水轮机变偏角技术 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第二章 垂直轴水轮机水动力学分析和研究方法 |
| 2.1 水轮机水动力性能研究方法 |
| 2.1.1 基于动量定理的流管法 |
| 2.1.2 基于旋涡理论的方法 |
| 2.1.3 基于求解N-S方程的CFD方法 |
| 2.2 水轮机受力分析 |
| 2.2.1 翼型介绍 |
| 2.2.2 叶片运动分析 |
| 2.2.3 水轮机受力分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 10KW级垂直轴变偏角海流能发电装置设计 |
| 3.1 总体设计参数 |
| 3.1.1 目标海域海况 |
| 3.1.2 主要技术指标 |
| 3.2 水轮机结构设计 |
| 3.2.1 变偏角机构设计 |
| 3.2.2 整体方案 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 垂直轴水轮机偏角规律优化研究 |
| 4.1 优化模型的建立 |
| 4.1.1 诱导速比求解 |
| 4.1.2 能量利用率数学模型建立 |
| 4.2 最优问题的求解方法 |
| 4.2.1 传统优化方法 |
| 4.2.2 遗传算法 |
| 4.3 优化模型的求解 |
| 4.4 优化结果的处理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 变偏角规律下水轮机CFD建模及结果分析 |
| 5.1 垂直轴水轮机数值建模 |
| 5.1.1 模型的简化及假设 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.1.3 求解设置 |
| 5.1.4 收敛性判断 |
| 5.2 水轮机模拟结果及分析 |
| 5.2.1 设计参数 |
| 5.2.2 各物理场分析 |
| 5.2.3 模拟数据处理计算 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（6）一种多级获能潮流发电装置的叶轮性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1. 选题背景 |
| 1.2. 国内潮流发电现状 |
| 1.2.1. LHD模块化海洋潮流能发电机组 |
| 1.2.2.300 千瓦半直驱水平轴潮流能发电机组 |
| 1.2.3.“海能Ⅲ”号漂浮式潮流能电站 |
| 1.3. 国际潮流能发电进展 |
| 1.3.1. 英国潮流能发电站 |
| 1.3.2. 法国Paimpol-Bréhat潮流机组 |
| 1.3.3. 加拿大FORCE潮流能发电站 |
| 1.3.4. 西班牙ATIR潮流能机组 |
| 1.3.5. 美国第五代潮流能机组 |
| 1.4. 潮流轮机叶片研究现状 |
| 1.5. 本文研究内容 |
| 第二章 叶轮设计基本理论与方法 |
| 2.1. 翼型理论 |
| 2.1.1. 翼型基本几何参数 |
| 2.1.2. 翼型类型 |
| 2.1.3. 动量-叶素理论 |
| 2.2. 叶片极限性能分析 |
| 2.2.1. 功率性能 |
| 2.2.2. 转矩性能 |
| 2.2.3. 升力性能 |
| 2.2.4. 推力性能 |
| 2.3. 浪流联合作用模型理论 |
| 2.4. 本章小结 |
| 第三章 多级获能潮流发电装置设计 |
| 3.1. 整机结构 |
| 3.2. 翼型优化 |
| 3.2.1. 水轮机叶片翼型分析 |
| 3.2.2. 模型验证与计算条件 |
| 3.2.3. 计算结果分析 |
| 3.2.4. 小结 |
| 3.3. 叶片结构设计 |
| 3.3.1. 翼型选择 |
| 3.3.2. 翼型力学性能 |
| 3.3.3. 确定叶片参数 |
| 3.4. 多级叶轮结构设计 |
| 3.4.1. 叶片数量 |
| 3.4.2. 叶轮级数 |
| 3.4.3. 叶轮间距 |
| 第四章 多级叶轮水动力学分析 |
| 4.1. Fluent软件与数学模型 |
| 4.1.1. Fluent软件概述 |
| 4.1.2. 数学模型 |
| 4.2. 仿真条件与环境设置 |
| 4.3. 仿真结果分析 |
| 4.3.1. 旋转域速度变化 |
| 4.3.2. 计算域速度变化 |
| 4.3.3. 旋转域压力分布 |
| 4.4. 本章小结 |
| 第五章 试验与分析 |
| 5.1. 样机模型实验平台 |
| 5.1.1. 潮流模拟平台 |
| 5.1.2. 流速模拟实验 |
| 5.1.3. 潮流模拟平台带载实验 |
| 5.1.4. 潮流模拟平台发电量测试 |
| 5.2. 样机模型试验 |
| 5.2.1. 翼型优化实验 |
| 5.2.2. 叶片性能实验 |
| 5.2.3. 多级叶轮样机试验 |
| 5.3. 整机海上发电实验 |
| 5.3.1. 实验选址 |
| 5.3.2. 实验设备布置 |
| 5.3.3. 实验数据分析 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 |
（7）基于涡激提频OWC波能压电发电理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 当前研究中存在的主要问题 |
| 1.4 本文主要研究内容和技术路线 |
| 2 OWC波浪能转换水动力学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 OWC波浪能采集气室液气动力学分析 |
| 2.3 气室出口流速理论分析 |
| 2.4 气室出口流速与系统参数讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 压电发电系统理论分析 |
| 3.1 压电发电基础理论 |
| 3.2 压电发电系统数学模型 |
| 3.3 发电系统数值模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 涡激提频发电系统输出能量分析 |
| 4.1 涡激提频发电装置 |
| 4.2 基于卡门涡街效应的激振提频 |
| 4.3 涡激提频装置对海浪频率提升 |
| 4.4 OWC波浪能俘获装置对发电系统能量输出影响 |
| 4.5 涡激提频装置对发电系统电能输出的影响 |
| 4.6 钹片材料对提频发电装置能量输出的影响 |
| 4.7 压电材料对涡激提频发电装置能量输出的影响 |
| 4.8 钹型压电振子结构参数对装置能量输出的影响 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 一、基本情况 |
| 二、攻读学位期间发表学术论文情况 |
| 三、攻读学位期间参与科研项目 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（8）横轴潮流能水轮机翼型优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 潮流能水轮机发展现状 |
| 1.2.2 翼型优化设计现状 |
| 1.2.3 水轮机数值模拟现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 第2章 翼型优化设计相关方法 |
| 2.1 翼型理论 |
| 2.2 翼型参数化方法 |
| 2.3 翼型数值模拟 |
| 2.3.1 湍流模型 |
| 2.3.2 空化模型 |
| 2.4 代理模型方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 二维翼型水动力计算及其优化设计 |
| 3.1 二维翼型水动力数值模拟 |
| 3.1.1 网格生成及计算状态 |
| 3.1.2 网格无关性验证 |
| 3.1.3 结果分析 |
| 3.2 二维翼型优化设计——无空化 |
| 3.2.1 单攻角 |
| 3.2.2 多攻角 |
| 3.3 二维翼型优化设计——考虑空化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 整机数值模拟 |
| 4.1 模型简介 |
| 4.2 基于S814 翼型模型计算验证 |
| 4.2.1 几何模型及网格分布 |
| 4.2.2 计算设置及网格无关性验证 |
| 4.2.3 结果分析 |
| 4.3 基础模型和优化模型计算及对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）漂浮式海洋波浪垂直差动能发电装置的波轮机的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 波浪能技术研究现状 |
| 1.3 漂浮式海洋波浪垂直差动能发电装置及其工作原理 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 发电装置的水动力学性能分析 |
| 2.1 波浪理论 |
| 2.2 装置的理论分析 |
| 2.2.1 漂浮平台受力分析 |
| 2.2.2 波轮机转子叶片受力 |
| 2.2.3 波轮机转子转速、功率和转换效率的计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于Fluent对波轮机飞逸转速的仿真和风洞实验的对比 |
| 3.1 3D打印的样机及风洞实验 |
| 3.2 Fluent流体仿真 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 发电装置中波轮机的分析 |
| 4.1 正交试验设计介绍 |
| 4.2 正交试验设计运用 |
| 4.2.1 波轮机转子力矩与转子转速的关系 |
| 4.2.2 波轮机转子功率与转子转速的关系 |
| 4.2.3 波轮机轴向受力与转子转速的关系 |
| 4.2.4 流经波轮机的海水流量与转子转速的关系 |
| 4.2.5 波轮机出入口端截面压强差值与转子转速的关系 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 漂浮式海洋波浪垂直差动能发电装置的改进设计 |
| 5.1 改进设计的波轮机结构 |
| 5.2 改进设计的漂浮平台结构 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）海流发电机系泊系统的动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 .海流能研究背景及意义 |
| 1.2 .海流发电机及其系泊系统研究概述 |
| 1.2.1 海流能发电的优势与特点 |
| 1.2.2 海流发电机产业整体发展现状 |
| 1.2.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2.2 国内研究进展 |
| 1.2.3 海流发电机及系泊系统设计研究进展 |
| 1.3 .本文的主要内容和研究方法 |
| 1.4 .论文章节安排 |
| 第2章 海流发电机叶片设计及水动力计算理论 |
| 2.1 .水平轴海流发电机叶片设计理论 |
| 2.1.1 叶素理论 |
| 2.1.2 不考虑尾流的动量理论 |
| 2.1.3 尾流扰动下的角动量定理 |
| 2.1.4 叶素-动量理论 |
| 2.2 .M-BEMT优化算法介绍 |
| 2.2.1 叶素动量理论BEMT和 Xfoil |
| 2.2.2 遗传算法简介 |
| 2.2.3 翼型优化程序 |
| 2.2.4 叶片优化程序 |
| 2.3 .浮式结构物的水动力计算理论 |
| 2.3.1 三维势流理论基础 |
| 2.3.2 频域分析与时域分析方法 |
| 2.3.3 莫里森(Morison)方程 |
| 2.4 .本章小结 |
| 第3章 双机式海流发电机结构及系泊系统设计 |
| 3.1 .概述 |
| 3.2 .设计软件介绍及系泊系统受力理论基础 |
| 3.2.1 Orcaflex软件介绍 |
| 3.2.2 系泊缆线受力分析基础 |
| 3.3 .系泊系统设计规范 |
| 3.3.1 系泊线张力相关规范 |
| 3.3.2 系泊线长度相关规范 |
| 3.3.3 发电机平台位移相关要求 |
| 3.4 .海流发电机系统具体设计 |
| 3.4.1 海流发电机模型主要参数 |
| 3.4.2 海流发电机环境条件 |
| 3.4.3 海流发电机系泊系统设计 |
| 3.4.3.1 系泊形式设计 |
| 3.4.3.2 系泊线张力及尺寸确定 |
| 3.5 .本章小结 |
| 第4章 单双机形式海流发电机系泊系统的动力分析 |
| 4.1 .概述 |
| 4.2 .单双机主要设计对比 |
| 4.2.1 环境条件及模拟时长 |
| 4.2.2 发电机物理尺寸对比 |
| 4.3 .相同叶片直径下单双机对比 |
| 4.3.1 运动性能对比 |
| 4.3.2 系泊系统张力对比 |
| 4.3.3 定位能力对比 |
| 4.4 .不同叶片直径下双机对比 |
| 4.4.1 运动性能对比 |
| 4.4.2 系泊系统张力对比 |
| 4.4.3 定位能力对比 |
| 4.5 .本章小结 |
| 第5章 双机结构叶片载荷对系泊系统动力表现的影响 |
| 5.1 .概述 |
| 5.2 .多翼型叶片设计及计算结果分析 |
| 5.2.1 多翼型叶片设计 |
| 5.2.2 运动性能对比 |
| 5.2.3 系泊系统张力对比 |
| 5.2.4 定位能力对比 |
| 5.3 .M-BEMT优化翼型叶片设计及计算结果分析 |
| 5.3.1 M-BEMT优化叶片设计 |
| 5.3.2 运动性能对比 |
| 5.3.3 系泊系统张力对比 |
| 5.3.4 定位能力对比 |
| 5.4 .本章小结 |
| 第6章 双机结构的不同系泊形式对比分析 |
| 6.1 .系泊系统设计考虑 |
| 6.2 .改变系泊线条数结果分析 |
| 6.2.1 系泊设计尺寸变化 |
| 6.2.2 运动性能与定位能力对比 |
| 6.2.3 系泊系统张力对比 |
| 6.3 .改变导缆孔位置结果分析 |
| 6.3.1 系泊设计尺寸变化 |
| 6.3.2 运动性能与定位能力对比 |
| 6.3.3 系泊系统张力对比 |
| 6.4 .变化海流条件下的系泊系统表现 |
| 6.4.1 不同流向条件下的系泊系统张力表现 |
| 6.4.2 不同流向条件下的定位能力表现 |
| 6.4.3 变化流向及流速条件下的平台运动 |
| 6.5 .本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 .总结 |
| 7.2 .展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、Effects of Blade Geometry on Performance of Wells Turbine for Wave Power Conversion（论文参考文献）
- [1]多自由度波浪能发电装置设计与分析[D]. 张咏行. 汕头大学, 2021(02)
- [2]单浮体直驱式波浪发电装置研究[D]. 谢泽坤. 华南理工大学, 2020(02)
- [3]基于摩擦纳米发电机的波浪能高效采集技术研究[D]. 赵天聪. 大连海事大学, 2020(01)
- [4]悬浮式水平轴潮流能水轮机及其导流罩的设计与水动力分析[D]. 骆锐东. 上海海洋大学, 2020(03)
- [5]一种垂直轴海流能发电装置的设计与研究[D]. 钱莹娟. 上海海洋大学, 2020(03)
- [6]一种多级获能潮流发电装置的叶轮性能研究[D]. 李泽宇. 上海海洋大学, 2020
- [7]基于涡激提频OWC波能压电发电理论研究[D]. 李周杰. 山东科技大学, 2019
- [8]横轴潮流能水轮机翼型优化[D]. 陈三木. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [9]漂浮式海洋波浪垂直差动能发电装置的波轮机的研究[D]. 梁灿棉. 武汉大学, 2019(06)
- [10]海流发电机系泊系统的动力特性研究[D]. 卜凡. 上海交通大学, 2019(06)