学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

碟形越浪式波能发电装置锚固系统设计研究

作　者: 刘栋
导　师: 史宏达；梁丙臣
学　校: 中国海洋大学
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 碟形装置 AQWA 锚固系统 运动响应
分类号: P743.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 65次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


海洋波浪能是一种清洁的可再生能源。利用波浪能发电既不占用土地,不受气候影响,也不污染环境,是开发前景广阔、潜力巨大的新能源。我国波浪能储量丰富,深入研究波能转换装置,对解决我国日益严峻的能源和环境问题具有重要意义。碟形越浪式波能发电装置是一种新型的波能发电装置,它采用了漂浮结构形式,上部漂浮结构为水轮机和发电机组提供工作平台。本文以碟形越浪式波能装置的实用化为背景,对发电装置的锚固系统进行系统设计。为保证发电装置在风、海浪、海流工作海况下的正常发电和恶劣海况下的安全生存,合理设计其锚固系统至关重要。本文应用基于三维势流理论原理的AQWA-LINE软件,计算了装置浮体在规则波中水动力特性,根据计算结果和对现有锚固系统形式的分析,提出锚链张力腿这一新的锚固方式,并对锚链几何尺寸和海底锚固基础进行合理设计,最后对装置在规则波和不规则波中的运动性能进行了校核,证明该种锚固系统设计方案适合本装置开发。运用AQWA-NAUT软件对锚固系统设计方案下装置运动响应和锚链张力进行计算,考虑正常工作海况和恶劣海况两种情况。计算结果表明:锚固系统对装置定位效果较好,装置运动响应幅值(尤其是主要影响工作性能的横荡和垂荡)满足装置工作稳定性要求,锚泊力满足装置安全性要求,装置在低水位的工作状态较高水位时不利。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
1. 前言  10-24
  1.1 研究背景  10-13
    1.1.1 能源危机  10
    1.1.2 海洋能概述  10-12
    1.1.3 波浪能利用  12-13
    1.1.4 我国波浪能状况  13
  1.2 离岸漂浮式波能利用装置技术现状  13-19
    1.2.1 国外研究现状  13-17
    1.2.2 国内研究现状  17-19
  1.3 近海漂浮式海洋结构物锚固系统设计现状  19-23
    1.3.1 垂直导桩锚固形式  19-20
    1.3.2 悬链线锚链锚固形式  20-21
    1.3.3 张力腿锚泊形式  21-23
  1.4 本文研究内容  23-24
    1.4.1 课题来源  23
    1.4.2 本文工作要点  23-24
2. 浮体运动基本理论  24-36
  2.1 概述  24-25
    2.1.1 装置受力概述  24-25
    2.1.2 装置运动概述  25
  2.2 三维势流理论  25-28
    2.2.1 坐标系定义  25-26
    2.2.2 速度势  26-28
  2.3 频域线性运动方程  28-34
    2.3.1 频域运动方程  28
    2.3.2 流体作用力求解  28-34
  2.4 二阶作用力  34-35
  2.5 本章小结  35-36
3. 装置浮体的受力和运动计算  36-55
  3.1 发电装置简介  36-39
    3.1.1 装置介绍  36-39
    3.1.2 前期研究  39
  3.2.A QWA 软件应用  39-46
    3.2.1.A QWA 概述  39-40
    3.2.2.A QWA 模块介绍  40-42
    3.2.3.A QWA 计算步骤  42
    3.2.4 模型建立  42-46
  3.3 装置浮体受力和运动计算  46-54
    3.3.1 装置工作环境条件  46
    3.3.2 风荷载计算  46-47
    3.3.3 海流荷载计算  47
    3.3.4 波浪荷载计算  47-53
    3.3.5 装置浮体运动计算  53-54
  3.4 本章小结  54-55
4. 发电装置锚固系统方案设计  55-95
  4.1 锚固系统形式选取  55-57
    4.1.1 锚固系统选型要求  55
    4.1.2 锚固系统选型  55-56
    4.1.3 锚链张力腿锚固系统原理  56-57
  4.2 锚链张力腿锚固系统方案设计  57-88
    4.2.1 工作海况设计环境条件  57
    4.2.2 锚链选取和布置  57-60
    4.2.3 装置受力和运动响应计算  60-85
    4.2.4 海底锚固基础  85-86
    4.2.5 设计方案小结  86-88
  4.3 恶劣海况下锚固系统设计方案安全验算  88-94
    4.3.1 恶劣海况设计环境条件  88-89
    4.3.2 装置受力和运动响应计算  89-94
  4.4 本章小结  94-95
5. 结论与展望  95-97
  5.1 结论  95-96
  5.2 不足与展望  96-97
参考文献  97-100
致谢  100-101
个人简历  101
攻读硕士学位期间发表的学术论文  101

相似论文

  1. 自升式钻井平台水动力特性研究,TE21
  2. 基于半解析式的波浪响应及船体疲劳强度分析,U661.43
  3. 非线性载荷下半潜式平台强度评估方法研究,TE952
  4. 深水半潜式平台张紧式系泊性能研究,U674.381
  5. 浅水软钢臂系泊FPSO水动力性能和运动响应数值研究,U661.1
  6. 破冰船破冰载荷与破冰能力计算方法研究,U674.21
  7. 基于AQWA的大型浮体拖航性能研究,U675.93
  8. 预应力FRP片材锚固系统研究,U445.72
  9. 柔性注压锚杆结构及其力学性能研究,TD353.6
  10. 橡胶坝锚固系统充排水系统及坝端处理模式的研究,TV644
  11. 深水半潜式平台系泊系统耦合动力响应研究,U656.6
  12. Truss Spar平台结构参数化有限元建模与强度分析,TE951
  13. 工程驳船自存及作业工况下的运动分析,U674.183
  14. 双预应力混凝土梁的疲劳性能研究,U448.35
  15. 平板与立板型防波堤水动力特性研究,U656.2
  16. 海上风力机模块整体运输方案设计,TM614
  17. 内孤立波对海洋平台作用及其运动响应,U656.6
  18. Cell Spar平台垂荡板水动力性能分析研究,P752
  19. 迎浪状态下高速双体船的运动响应计算,U661.1
  20. Spar平台系泊系统特性研究,U653.2

中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋资源与开发 > 海洋动力资源开发 > 波浪能
© 2012 www.xueweilunwen.com