论文摘要
海洋孕育了生命,同时也提供了无穷无尽的能量,被誉为人类“未来的粮仓”。随着化石能源的逐渐枯竭和全球气候变暖,如何有效地开采利用海洋能源成为了当下对于新能源研究的主旋律。对于波浪能量的提取,振荡水柱式（OWC,Oscillating-Water-Column）波能转换装置因为其简单可靠的运行原理为研究人员所青睐,但是其高昂的建造维护成本和较低的经济效益,却又让人们对规模化应用望而止步。因此,如何在提高其发电效率的同时降低相关成本,早日投入规模化生产,成为众多学者思考和研究的问题。本文提出一种带水平底板的振荡水柱式波能转换装置,同时可以兼作防波堤结构。首先在不同的波况下,对五种不同水平底板宽度的振荡水柱式防波堤结构的水动力性能进行了实验研究,验证了新型防波堤结构对于波浪阻挡和能量耗散的高效性。然后在此基础上对防波堤结构进行加工,通过布置水平顶板和设置开孔率完成多功能OWC装置的构建。通过改变开孔率和变化水平底板宽度来研究多功能OWC装置对于不同入射波浪能量的吸收效果,同时也探究了多功能OWC装置的水动力性能。实验结果表明:对于防波堤结构来说,水平底板宽度对防波堤水动力性能有很大影响,当水平底板宽度D=2.0B时（B为两垂直薄板之间的水平距离）,防波堤系统的反射及透射系数都较小,同时因旋涡脱落所造成的能量耗散效果显著,在有效阻波的同时降低反射系数,耗散更多波浪能量,对于保护港内建筑物和沿岸结构物都可以起到很好的效果。对于多功能OWC装置来说,通过水平顶板和开孔率的设置,使模型的防波消波性能在一定程度上优于防波堤结构,同时通过布置水平底板使OWC结构的能量捕获效率得到显著提高,获得了更宽的高效频率带。此外,从多功能OWC结构的水动力性能和对入射波能的转换效果来看,水平底板宽度D=2.0B,开孔率α=0.68%为本文所研究最优结构参数,对于波能的耗散和能量的提取都可以取得较优的效果。当然,更长的水平底板宽度有助于进一步耗散能量及更好的起到阻波的效能,但从实际建造应用上考虑,D=2.OB是本文所选取的最大宽度。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 王鹏
导师: 刘小为,邓争志
关键词: 波浪能,防波堤,多功能振荡水柱装置,波能转换效率,实验研究
来源: 浙江大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 海洋学,新能源,电力工业
单位: 浙江大学
分类号: P743.2;TM612
DOI: 10.27461/d.cnki.gzjdx.2019.000190
总页数: 82
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标签：波浪能论文; 防波堤论文; 多功能振荡水柱装置论文; 波能转换效率论文; 实验研究论文;