一种新型波流耦合发电装置及叶片结构优化

为解决海上偏远而分散的小功率用电设施的供电问题,探究潮流能与波浪能耦合发电的可行性,满足耦合发电轮机在耐久性、初级高效获能以及低成本和安全性等方面的要求,设计了一种新型波浪潮流耦合发电轮机。该发电轮机的主体结构由复合式导流罩、叶片轮机、固定式尾舵、发电机和浮子五部分组成。文章详细阐述了该发电轮机的设计思路,同时针对叶片数量对轮机获能系数的影响进行了水槽性能试验分析,分析结果验证了该装置设计的合理性与科学性。     

悬浮式潮流能发电装置的设计

潮流能发电是海洋能利用的一种形式,即直接利用涨落潮水的水流冲击水轮机叶片从而带动电机进行发电。本文以现有研究成果为参考,开发一种全新结构的悬浮式潮流能发电装置。该悬浮式潮流能发电装置可以根据潮流的流向自动调整其在海水中的姿态,使得水轮机叶片旋转平面总与潮流方向垂直,从而提高了发电效率;同时,通过对压载水舱的压力控制实现发电装置漂浮与悬浮的姿态调整,这有利于机组的运输与维护,以节省成本。     

竖轴变偏角潮流发电水轮机的叶片控制机构

为了进行竖轴变偏角潮流发电水轮机的水动力性能的模型试验研究,需要设计该水轮机的试验模型,关键是进行水轮机叶片控制机构的设计.在比较现有的变偏角叶片控制机构的设计思路和工作特点基础上,设计了三种适用于竖轴变偏角潮流水轮机的叶片控制机构,并分别给出了工作原理和装配图,介绍了叶片控制机构的实现方法.最后对三种控制机构的性能、造价等因素进行比较,为进一步的模型试验奠定了基础.     

基于有限元法的船舶轮机叶片改进设计研究

为了对船舶轮机叶片进行改进优化,本文通过建立的叶片有限元模型,计算轮机叶片在以水作为介质状态下的应力和应变数据,并对应力和应变数据进行可靠性分析,同时为了保证轮机叶片的正常工作,通过对轮机叶片的材料进行改进,利用多物理场有限元仿真软件COMSOL,计算3种不同材料的轮机叶片在流场中的应力和应变并进行对比,对轮机叶片的设计和改进具有重要的参考价值。     

遗传算法和PID控制相结合的船舶水轮机调速系统设计

船舶水轮机发电装置的功率与轮机转速等因素有关,为了满足水轮机的发电质量,调节发电机输出功率与负载之间的动态平衡,必须要对水轮机的转速进行调节。本文分析PID控制算法和遗传算法的原理,基于2个控制方法设计一种船舶水轮机的调速控制器。该控制器结合了PID和遗传算法的优点,有利于提高舰船水轮机的发电效率。     

船舶轮机叶片失效与改进分析研究

针对在水介质中工作的船舶轮机叶片,基于有限元法建立了典型的叶片模型,为了对比有限元网格划分对分析结果的影响,对叶片模型进行了不同网格划分,获得叶片的应力场和位移场的分布,为叶片失效分析提供技术支持;同时为了防止叶片断裂失效,降低叶片应力,对结构采用了卸载槽的改进设计,分别对不同半径的卸载槽叶片结构进行了应力和应变分析,得出采用半径为10mm的卸载槽结构设计利于应力水平降低,可提高叶片的工作寿命。     

船舶轮机叶片失效与改进有限元分析

针对在水介质中工作的船舶轮机叶片,基于有限元法建立了典型的叶片模型,为了对比有限元网格划分对分析结果的影响,对叶片模型进行了不同网格划分,获得叶片的应力场和位移场的分布,为叶片失效分析提供技术支持;同时为了防止叶片断裂失效,降低叶片应力,对结构采用了卸载槽的改进设计,分别对不同半径的卸载槽叶片结构进行了应力和应变分析,得出采用半径为10mm的卸载槽结构设计利于应力水平降低,可提高叶片的工作寿命。     

三筒型漂浮式风—流发电装置设计与载体强度分析

为了利用海上风能和潮流能,文章提出了"三筒型漂浮式风—流发电装置"概念,并开展了装置总体设计,然后利用ANSYS软件建立联合发电装置载体有限元模型,根据CCS相关规范,对平台载体进行了波浪载荷计算和结构强度评估,对不同工况下的载荷特点和结构响应进行了分析。结果表明,该型式发电装置载体结构符合CCS规范要求,能够保证安全运行,进而为同类载体的应用设计提供了一定参考。     

水下浮动锚索—平台结构耦合非线性参数振动研究

在VIVACE潮流能发电系统基础上,提出并设计了浮动式潮流能发电系统F-VIVACE的锚索—平台结构,建立了考虑参数振动的锚索—平台耦合振动分析模型.通过数值计算,分析了附连水惯性力、水阻尼力、锚索初始张力、锚索和平台的不同初始扰动以及不同阻尼对于锚索参数振动的影响.结果表明:水阻尼力、锚索初始张力、平台的初始扰动以及阻尼对锚索振幅影响较大,附连水惯性力、锚索的初始扰动对其影响较小.进一步,将调频质块阻尼器应用于锚索参数振动控制,经计算取得了较好的减振效果.     

某船发电柴油机启动困难故障分析与排除

文章对MAN BW 6L23/30H型发电柴油机出现的一次启动困难故障进行分析排查,分析了柴油机启动困难的详细原因,利用先简后繁、先外后内的原则,排查到故障点为内部涡轮叶片严重磨损,更换叶片装复后故障排除,为轮机部门管理人员处理相关故障提供一定的参考。     

一种新型海洋能发电轮机水动力特性研究

摘 要：海洋发电轮机所处的海上作业环境恶劣，设备易发生故障且维修困难。基于三维势流理论，并结合ANSYS-AQWA软件，对风、浪、流荷载联合作用下的海洋能发电轮机的水动力特性进行研究，得出了发电轮机在工作工况及极限工况下的运动响应特性。结果表明，浮体运动响应幅值的最大值分别发生在遭遇艏斜浪和横浪时；其中极限工况下的运动响应幅值是工作工况下的3-10倍。该装置经过循环改型后水动力性能良好，能够满足实际的工程应用，本文提出的计算方法可以作为一种快速预报装置水动力特性的校核手段，满足工程设计阶段的需求。     

浮岛式波浪能压电发电装置的结构设计与应用

提出一种简单高效、制造方便的浮岛式波浪能压电发电装置,浮岛随波运动使压电陶瓷产生形变,获得的电能经整流后由并联的超级电容器存储并收集。该装置以多浮岛为运维载体,引入压电效应开发利用波浪能,具备能量输出稳定、能量密度更高、可构建发电网络等优势。试验结果表明,增加振动频率可有效提高压电发电设备的电流与效率。压电发电装置可取代或淘汰电池供电方式,适应复杂水文地质条件下的环境监测、气象预测、科考探察、军事监管等领域低功耗无线传感器设备自给式供电的应用需求。     

新型波能发电装置的模型设计及试验研究

为了开发和利用海洋中蕴含的波浪能,设计了一种以漂浮浮体作为波能采集装置的新型波能发电系统。此新型漂浮式波能发电装置与其他波能发电装置相比,具有结构简单、适用性强、维护方便、不受水深限制等优点。采用理论分析与模型试验相结合的方法,研究浮体初始吃水深度和入射波波高变化对波能采集浮筒运动的影响。实验结果表明：波能装换效率达到12.17%,验证了模型试验设计的可行性,并对漂浮式波能发电装置的实物设计具有指导意义。     

波浪能发电系统浮板的优化设计

本文针对波浪能发电系统设计中浮板能量转换效率低的问题,基于海南省某地现有波浪能发电实验站的波浪能采集装置,采用Fluent软件进行建模仿真的方法对其进行优化设计,提出了一种优化摆式浮板的设计方案。通过比较原浮板和优化浮板在吸收波浪水平方向动能的能力、能量损耗、浮板积水问题等方面的差异,研究结果表明这种优化的摆式浮板成功实现浮板在收集波浪水平动能能力上的提升,并且解决浮板积水问题,减小能量损耗,从而提高了浮板能量转换效率。     

IPS式波能转换装置实验研究

介绍了一种新型高效的IPS式波能转换装置,通过不同波况下实验装置输出功率的比较,得出了适合该装置工作的最佳入射波周期,为IPS式波能转换装置的工程应用提供了有益的参考。     

了对垂荡运动浮子在海水淡化中的应用探讨

介绍了基于相对垂荡运动的波能转换装置进行海水淡化系统的结构及工作原理,该装置能够效率较高的吸收和转化波浪能,并利用反渗透法直接进行海水淡化。分析表明:在一定设计参数下的相对垂荡浮子所吸收的波浪能,能够满足海水淡化系统正常工作。     

基于LabVIEW的“海院1号”波浪发电平台浮筒取能效率数据采集系统设计

浮筒取能效率测试是波浪发电平台研究的重要组成部分。传统的测试系统不但测量精度低,而且自动化程度低、操作复杂。为此,该文基于“海院1号”波浪发电平台,采用虚拟仪器LabVIEW软件开发了浮筒取能效率数据采集系统。文中介绍了“海院1号”波浪发电平台及其浮筒,进行了测试系统的设计,实现了浮筒取能效率测试的数据采集、数据管理、曲线拟合及绘制、生成报表、信号分析以及数据处理等工程。对实际运行效果进行分析,结果表明该系统具有精度高、运行稳定可靠、自动化程度高、人机界面友好以及操作简单等特点,具有重要的工程实践意义。     

波浪能在航船上的应用分析

为节约能源损耗,推进对海洋中波浪能的充分利用,概述了波浪能利用技术在船舶上的应用,分析现有波浪能装置在趸船或海洋平台上的应用,提出解决航行船舶利用波浪能的难题的总体思路,总结船舶使用波浪能利用技术的发展趋向;将波浪能发电装置应用于航行中的船舶,可以有效降低船舶航行时的碳排放,达到船舶节能减排的目的,实现绿色航运。     

极浅水多体波浪能发电装置锚泊系统设计

采用三维势流理论对多体波浪能发电装置进行频域水动力计算,分析极浅水效应和多体间相互作用对单体发电装置的水动力性能的影响。利用Orcaflex软件建立多体波浪能发电装置数值模型,浮体间采用铰接进行连接,并利用弹簧单元模拟发电液压缸的弹性阻尼作用。为极浅水多体波浪能发电装置设计合理的锚泊方案,采用时域动态耦合方法进行分析,同时考虑极浅水效应、多体影响和二阶低频力,根据API规范对自存工况下的锚泊缆强度进行校核,并对确定选用的锚泊方案进行敏感性分析。通过对计算结果进行分析,发现在进行浅水多浮体锚泊设计时,低频波浪载荷、多体相互作用和海底摩擦不可忽视；对于极浅水的锚泊系统设计,Lazy wave 型锚泊形式优于传统悬链线式锚泊。上述研究工作为近海极浅水海域新型海洋能发电装置锚泊系统的设计提供了新的参考和思路。     

自升式波浪能发电装置设计与试验研究

为了解决能源短缺问题,着眼于开发丰富的波浪能,设计了一种以自升式平台为载体的新型波浪能发电装置。此新型自升式波浪能发电装置与其他波浪能发电装置相比,具有抗风、抗浪、连续、高效、稳定、适应性强等优点。采用理论分析与实物试验相结合的方法,研究该装置实施波浪发电的可行性。试验结果表明:自升式波浪能发电装置在实际海况下能够正常进行发电作业,验证了该波浪能发电装置的可行性,波浪发电效率超过项目技术指标的15%,达到了预期的效果。总的来说,自升式波浪能发电装置已经在多方面实现了突破,总体技术达到了国内领先水平。