行星浮子波能发电装置的多体耦合响应及性能分析

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luckkycaroll
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于环境污染和能源短缺等问题,可再生能源的开发利用受到越来越多国家的重视。波浪能以其分布广、储量大、可再生、无污染等优点受到广泛关注。其中基于浮式或半潜式平台的多浮子波能转换器(Wave Energy Converters)是波浪能利用的重要发展方向,然而目前对多浮子波能发电装置的研究较少,并且大多是基于势流理论的研究,没有考虑粘性的影响。本文以雷诺平均Navier-Stokes方程为基础,建立了粘性三维数值波浪水池,采用k-ε双层湍流模型,模拟了多浮子波能发电装置与波浪的相互作用。本文首先对粘性三维数值波浪水池的网格尺度和时间步长进行了收敛性研究,并与已发表的数值和试验数据进行了对比。其次,进行了一系列的物理模型试验研究,并与数值模拟进行对比,结果验证了本文的三维数值波浪水池具有较好的稳定性和精确性。然后用数值方法和解析方法求解了特定浮子的共振条件;数值法与解析法吻合良好,验证了分析过程的可靠性。在此基础上,研究了无阻尼的单浮子WEC在不同波况下的水动力性能。研究发现,阻尼因子可以影响浮子的运动响应及其受到的波浪力。在一定波长条件下,波能发电系统会发生共振,此时浮子上的波浪力、浮子位移等参数达到最大值。接着,研究了线性阻尼常数对动力输出的影响。结果表明,阻尼因子不影响最优阻尼常数的波数转折点。最后,本文利用CFD软件对基于平台的点吸式波能转换器之间的多体水动力相互作用进行了数值研究。通过分析不同连接形式的WEC系统在不同海况下的水动力性能和吸收功率,确定了固接式WEC作为下一步的研究对象。之后分析了浮子臂与水线不同夹角、浮子臂与入射波方向不同夹角时,固接式WEC的水动力性能和吸收功率。结果表明,浮子臂与入射波方向的夹角对WEC系统的运动响应和吸收功率有重要影响。之后,对具有多自由度WEC系统八边形平台进行了耦合计算和分析。结果表明,考虑多体耦合效应时,WEC系统的水动力性能和吸收功率将受到显著影响。本文研究结果对平台式多浮子WECs的模拟分析具有较好的参考价值。
其他文献
中共十八大提出到2020年要全面建成小康社会,这一目标实现的底线是在全国范围内消灭贫困。少数民族地区是中国贫困的重灾区,少数民族地区全面脱贫是实现小康社会目标的重要环节。少数民族是扶贫开发对象中的特殊贫困群体,其贫困呈现出独有的特征,因受到历史遗传因素的影响,传承了独特的民族文化和民俗风情。此外,人们生活的地理环境和生活条件等制约因素使贫困具有历史性、复杂性和地域性。对少数民族地区贫困问题的研究,
真核生物基因的转录是高度复杂的一个过程,它需要多种类型基因调控元件、转录因子、转录辅因子等相互作用,时间和空间水平上精确协同控制基因的转录表达水平。启动子是能启动特定基因表达的一段DNA序列,坐落于基因5’端上游,具有转录起始特异性,启动子的识别和分析是表达调控研究的基础。内源环境中,启动子在其他调控元件和染色质三维构象等因素综合作用下启动转录,对于启动子自身序列的功能性分析是有限的。真核生物启动
miRNAs在影响植物生长发育及果实成熟衰老等方面发挥重要的作用。研究miRNAs调控番茄生长发育及果实成熟衰老的机制可以为了解植物表观遗传学衰老调控机制提供新的思路。果实采后衰老机制研究,对果实贮藏和流通具有重要的指导意义。本研究通过STTM(short tandem target mimic)和转基因工程技术构建了STTM-miR159和miR159过表达转基因番茄植株体系,探究了miR159
放线菌是生物活性物质的主要来源。由于抗生素的广泛使用或滥用,细菌对抗生素的耐药性已经成为临床上的一个主要问题。发现新的微生物资源和新的先导化合物变得越来越重要。大叶藻是构成海草床的主要藻类。由于海草床独特的生存环境,大叶藻体内蕴含了丰富的微生物资源。目前,对于大叶藻的研究主要集中在生态修复方面,但是大叶藻中的放线菌资源及其活性产物的研究报道还很少。因此,对威海海域大叶藻内生放线菌的研究将丰富滨海植
随着合肥城市及配电网系统建设的快速发展,合肥城区配电网结构发生很大的变化,电缆率迅速提高导致系统电容电流大幅增加,对配电网的接地方式提出了新的要求。有必要针对合肥城区10k V配电网当前采用小电流接地运行方式进行必要的论证,并开展中性点接地方式改造策略的研究。论文首先分析了国内外配电网中性点接地方式及其发展趋势,基于合肥市配电网中性点经消弧线圈接地增容不易的现状,分别采用低电阻接地和消弧线圈分散补
海洋污损生物的附着带来了严重的负面影响,不仅加速了人工设施在海水中的腐蚀进程,而且带来极大的附加能量消耗,威胁着海洋经济的有序发展。不同污损生物在表面沉降附着时的附着器官、机理各不相同,形成了十分复杂的作用机制,但值得肯定的是污损生物会与表面生物膜某些特定菌群产生互动。目前已有少量微生物与污损生物作用相关的研究,但在属、种层面所能提供的微生物信息十分有限,仍需更多的实验及研究工作来填补空白。本研究
近年来,全球运输船舶不断向着大型化和高速化发展;在分析超大型船舶耐波性问题时,传统地将其视作刚性来计算的办法已无法准确预报其运动响应。本文将从物理模型实验和数值模拟两方面分别对舰船在波浪中的水弹性响应和运动响应进行系统研究。基于计算流体力学软件STAR-CCM+建立了时域下三维粘流数值波浪水池,数值模型采用重叠网格、拉伸体网格、切割体网格、DFBI模型等数值技术的组合,并且从时间步长、网格尺寸、波
激光沉积增材制造技术发展迅速,在各行各业中得到广泛应用,对成型件的尺寸精度和质量提出了更高的要求,以及如何降低增材制造的成本成为了亟需解决的问题。因此,对增材制造过程进行质量监测研究有着重要的理论意义和应用价值。本文从增材制造过程的质量监测和验证回收粉末的可重复使用性出发,对增材制造过程中熔覆层尺寸和缺陷进行监测,以及研究回收粉末的可重复使用性。一方面,在316L增材制造过程中,利用光谱监测技术,
随着司法制度的逐步发展,未成年人犯罪率的逐渐上升使得其犯罪问题受到极大的社会关注——未成年人是一个决定国家建设的重要群体,他们的素质决定了国家的发展状态,因此未成年人权益保障也成为司法制度中的关键部分。未成年人的品格发展是该群体成长过程中的重点之一,俗话说:“三岁看老。”说明人在成长的过程中不同阶段展现的品行性格也会影响到之后的行为模式,有些品行和性格还会成为固定的品格特征。而品格证据则是在刑事诉
中国正向体育强国迈进,这对体育口译质量提出了更高的要求。然而,这一领域的整体口译质量却远远不能令人满意。在此背景下,笔者分析了2017年世界青年帆船锦标赛开幕式、闭幕式和主旨演讲的交替传译文本。在释意理论和口译三角模型的基础上,阐述了口译质量标准和体育口译的特点,指出了遇到的主要难点包括文化负载表达、信息冗余和逻辑问题。并探讨了释意法、减译法和信息重组的口译策略,以期在一定程度上实现脱离语言外壳。