【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P743.2
【目录】：
- 致谢7-8
- 摘要8-10
- ABSTRACT10-14
- 1 绪论14-31
- 1.1 课题研究的背景和意义14-17
- 1.1.1 研究背景14-17
- 1.1.2 课题研究的意义17
- 1.2 波浪能利用技术现状17-27
- 1.2.1 振荡水柱技术18-21
- 1.2.2 筏式技术21-22
- 1.2.3 收缩波道技术22-23
- 1.2.4 点吸收(振荡浮子)技术23-24
- 1.2.5 鸭式技术24
- 1.2.6 摆式波浪能利用技术24-27
- 1.3 摆式波浪能装置水动力性能研究现状及存在的问题27-29
- 1.4 本文的主要研究内容29-31
- 2 装置水动力性能二维解析研究31-43
- 2.1 水动力性能二维解析的推导31-36
- 2.1.1 浮力摆摆幅的解析解推导31-34
- 2.1.2 装置的水动力性能34-35
- 2.1.3 浮力摆装置的最佳阻尼35-36
- 2.2 浮力摆装置的基本动力特性36-39
- 2.2.1 附加惯性矩和辐射阻尼36-37
- 2.2.2 固有周期37
- 2.2.3 摆板表面的动水压强和激振力矩37-38
- 2.2.4 浮力摆摆幅38-39
- 2.3 装置水动力性能的参数影响分析39-42
- 2.3.1 水深(摆板高度)对装置水动力性能的影响39
- 2.3.2 摆板厚度对装置水动力性能的影响39-40
- 2.3.3 摆板密度对装置水动力性能的影响40-41
- 2.3.4 采用恒定的线性PTO阻尼的情况分析41-42
- 2.4 本章小结42-43
- 3 装置水动力性能三维频域研究43-64
- 3.1 频域模型方法43-50
- 3.1.1 刚体运动方程43-44
- 3.1.2 控制方程和边界条件44-46
- 3.1.3 积分方程及其离散46-47
- 3.1.4 频域内满足自由水面条件的格林函数47
- 3.1.5 波浪力及水动力系数计算47-48
- 3.1.6 高阶边界元数值方法求解频域积分方程48-49
- 3.1.7 浮力摆装置的水动力性能49-50
- 3.2 模型验证和装置的基本动力特性50-54
- 3.2.1 水动力系数和激振力矩的验证50-51
- 3.2.2 系统阻尼特性的验证51-52
- 3.2.3 固有周期52
- 3.2.4 激振力矩和摆幅52-53
- 3.2.5 最佳阻尼53-54
- 3.3 装置参数对水动力性能的影响54-61
- 3.3.1 水深(摆板高度)对装置水动力性能的影响55-56
- 3.3.2 摆板宽度对装置水动力性能的影响56-58
- 3.3.3 摆板厚度对装置水动力性能的影响58
- 3.3.4 摆板密度对装置水动力性能的影响58-61
- 3.4 装置水动力性能的优化分析61-62
- 3.4.1 摆板宽度的优化61
- 3.4.2 摆板厚度的优化61
- 3.4.3 摆板密度的优化61-62
- 3.5 小结62-64
- 4 装置水动力性能三维时域研究64-86
- 4.1 时域模型方法64-66
- 4.1.1 运动方程64-65
- 4.1.2 迟滞函数和时域附加惯性矩的求解65-66
- 4.2 时域模型验证66-68
- 4.3 装置水动力性能的时域分析68-83
- 4.3.1 浮力摆运动过程分析68-71
- 4.3.2 装置转换功率、俘获宽度比分析71-78
- 4.3.3 非线性阻尼下摆板参数影响分析78-83
- 4.4 浮力摆受力情况分析83-85
- 4.5 本章小结85-86
- 5 装置水动力性能物理模型试验86-132
- 5.1 试验装置86-97
- 5.1.1 试验水槽86
- 5.1.2 装置模型86-94
- 5.1.3 量测和数据采集系统94-97
- 5.2 试验内容和试验过程97-103
- 5.2.1 试验内容97-98
- 5.2.2 试验过程和试验工况98-103
- 5.3 试验结果分析103-130
- 5.3.1 波面、PTO阻尼和摆板摆角的时间序列分析103-109
- 5.3.2 装置转换功率的计算方法109-110
- 5.3.3 摆板前后波态分析110-112
- 5.3.4 自由摆动试验结果分析112-113
- 5.3.5 平均水位、摆板无充水状态试验结果分析113-117
- 5.3.6 波幅对装置水动力性能的影响分析117-118
- 5.3.7 水位变化对装置水动力性能的影响分析118-119
- 5.3.8 摆板密度对装置水动力性能的影响分析119-121
- 5.3.9 不规则波条件下装置水动力性能分析121-125
- 5.3.10 摆板表面波压力分析125-130
- 5.4 本章小结130-132
- 6 结论与展望132-136
- 6.1 主要结论132-133
- 6.2 创新点133-134
- 6.3 研究展望134-136
- 参考文献136-141
- 攻读博士学位期间取得的科研成果141
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