摘要：针对振荡浮子式波浪能利用技术,提出一种单浮筒式波浪转换设计方案,对单浮筒随波浪的运动特性展开研究,将波浪能转换为振荡浮筒的摆动机械能,传递给PTO能量转换系统。通过采用Star-CCM流体仿真软件分析浮筒装置在不同PTO能量转换系统参数下的运动特性及受力情况,得到不同弹簧阻尼工况下浮筒装置的运动特性,以期为波浪能技术的装置结构优化及真实海况运行提供理论基础。

摘要：振荡浮子波能装置垂荡获能过程中会受到强烈的波浪冲击作用,因此有必要对浮子的波浪冲击特性开展研究。基于雷诺平均纳维-斯托克斯方程(RANS)建立了波浪与浮子耦合作用的数值模型,通过试验数据验证了所建模型的准确性,采用建立的模型分析了浮子表面的波浪冲击特性。通过数值分析得到以下结论:浮子底部受到的波浪冲击压力近似为正弦脉冲形式,在波浪行进方向上与前侧距离越大,无量纲冲击压力值越大;浮子迎浪侧波浪冲击压力随散射参数的增大而增加,其他位置处的冲击压力受散射参数的影响不明显;浮子上的最大波浪冲击压力受能量摄取(PTO)系统的影响很小。

摘要：在探究国内外波浪能发电装置的研究现状和分析各种波浪能发电装置的优缺点的基础上,设计了一种海上多功能发电装置的振荡浮子。这种海上多功能发电装置适用于我国近海区域,能够同时完成发电和净化海水的任务,以满足过往船只的用电和用水需求。对振荡浮子的尺寸和分布进行了设计,并给出了理论分析依据,计算了振荡浮子吸收波浪能的效率。

摘要：振荡浮子式波浪能发电装置是一类重要波浪能利用设备。但是这类设备的单体功率较低,为提高总输出功率,阵列式开始出现并成为研究热点。阵列式是指将若干浮子按照一定规则排列在海域中,通过整流设备将所获取的能量进行整合,统一发电并利用。文中介绍的研究其目的就在于研究浮子阵列的布置方式。在研究过程中利用CFD软件FLOW3D进行三维数值模拟,获得了浮子在实际波况条件下的波浪场分布情况。通过多属性决策方法确定优选排列型式,计算空间尺度,并进行验证。实验结果表明:在实验条件下后方浮子应排列在前方浮子正后方(行列应垂直布置),同排和同列相邻浮子优选间距为6.9m。

摘要：振荡浮子是当下波浪能发电装置中的一种典型形式,其能量俘获装置的设计及水动力学分析是波浪能开发利用技术中的一项关键技术。振荡浮子波能发电装置采用液压机构驱动发电机作为PTO系统,研究通过水工物理模型试验的方法,以浮子的水动力性能为主要内容,讨论了浮子在波浪场作用下的运动状态,以及考虑PTO后浮子的运动特性。通过两者对比,得出了振荡浮子在液压式非线性PTO作用下运动性能,为该类装置的实用化设计提供了参考依据。

摘要：设计了一种适用于振荡浮子波浪能发电系统的限位装置,可防止因浮子振幅过大而造成系统损坏,同时起到防撞缓冲作用,保证系统的安全。首先阐述了系统的结构组成及设计过程,通过对比分析,确定了便于安装及拆卸的多弹簧均布缓冲形式;然后计算了不同波况下作用在浮子上的波浪力情况,得到随机波况下的最大波浪力;最后运用CATIA建立弹簧缓冲装置模型,仿真分析了弹簧的应力应变情况,并拟合得到弹簧的刚度,仿真结果表明,弹簧满足强度要求,能够实现缓冲限位的设计目标。

摘要：复杂海洋环境下振荡浮子式波能装置与波浪相互作用过程中,浮子迎浪侧会发生波浪爬升等非线性现象,严重时波浪会越过浮子顶部,这对波能装置的发电效率及工作性能产生不利影响。设计并进行了规则波作用下垂荡浮子迎浪侧波浪爬升特性的物理模型试验,探讨了波浪周期、常数PTO(能量摄取,power take-off)阻尼以及不同周期下改变常数阻尼对波浪爬升特性的影响。研究结果表明,波浪周期较大和PTO阻尼较小时,有利于降低浮子迎浪侧的波浪爬升幅度;波浪周期较小时,改变PTO阻尼对迎浪侧的波浪爬升幅度影响较小。

摘要：文章提出一种带消波水道的方箱型浮式防波堤与振荡浮子式波浪能发电一体化装置概念设计方案,应用ANSYS Fluent软件,通过锚泊线准静态法、多体耦合动力学理论与Newmark-β法对一体化装置进行耦合水动力计算,分析不同阻尼及水道构型参数对集成系统消波与俘能效率的影响。结果表明,在阻尼选取区间内,线性等效电磁阻尼的俘能效率整体上大于Coulomb等效液压阻尼,增加浮子质量或增加线性阻尼系数,均可提升一体化装置的俘能效率,而对消波性能影响甚微。减小出口宽度,对俘能效率的提升有利并能提升消波性能。当消波水道入口完全浸没于水下时,俘能效率相对更高,消波效果更优。这种新颖的一体化装置构型为后续相关的消波与波浪能转换耦合水动力模型研究提供了思路与借鉴。

摘要：针对振荡浮子式波浪能发电系统中波浪能的俘获及传递效率较低的问题,文章设计了一种基于链条传动的波浪能转换装置。该装置以链条传动的结构形式将波浪力推动浮子的上下运动转换为链轮的旋转运动,并输出扭矩,从而带动发电系统发电。文章对基于链轮链条传动的振荡浮子式波浪能转换装置的随波特性及能量转换特性进行了研究,研究结果表明:基于链条传动的振荡浮子的随波特性和能量转换特性良好;随着波浪环境的变化,振荡浮子会出现自振动现象;适当增加振荡浮子的质量,能有效提高波浪能的俘获效率,从而提高系统的发电效果;基于链轮链条的传动结构设计存在速度突变现象,合理设计链轮链条之间的啮合间隙,增加链传动的张紧装置,能减缓链条链轮之间的冲击,从而延长装置的使用寿命。

摘要：针对目前出现的全球能源短缺危机,设计并研制了一种新型的运用海洋波浪能进行发电的振荡浮子式波浪能发电装置。简要介绍该装置的基本组成和确定转换装置的方案,完成转换装置的结构设计,并对装置的工作过程进行了说明。结合海浪理论与计算原理、海洋波浪能转换以及机械设计等知识并运用MATLAB软件编程计算装置的整机理论效率。假设装置在规则线性波浪的作用下,通过理论计算,该装置在波浪周期为5 s,波浪高度为1.5 m,浮子直径为0.2 m,长度为0.3 m的条件下,整机理论效率可达0.393。该装置具有很好的发电效率,并且装置的结构可靠性高,具有广阔的发展前景。