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带随机载荷振荡浮子式波能转换结构的参数优化设计与功率响应分析
1
作者
王德莉
杨雯
+2 位作者
韦玮
裴海清
徐伟
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第12期1515-1529,共15页
振荡浮子式波能转换结构是波浪能发电系统的一类核心做功单元,它的研建对于我国沿海地区发展、海洋平台建设等方面的供电瓶颈技术推进上具有重大意义.为研究其机械构型、参数设计、俘能机制,该文建立了多自由度波能转换结构耦合运动模型...
振荡浮子式波能转换结构是波浪能发电系统的一类核心做功单元,它的研建对于我国沿海地区发展、海洋平台建设等方面的供电瓶颈技术推进上具有重大意义.为研究其机械构型、参数设计、俘能机制,该文建立了多自由度波能转换结构耦合运动模型.通过对粒子群等智能算法进行优化,克服了多自由度迭代规模过大以及局部最优解困境等问题,丰富了算法功能,定性及定量测算了波能转换结构在二/四自由度、线性/非线性阻尼、两场景结构尺寸参数调控下的振荡及俘能效果.验证了多自由度、非线性阻尼等振控条件的俘能优势,同步探寻此类结构的动力学行为规律、参数优化设计及俘能机制高效路径.引入随机载荷以优化模型精度并做进一步探索,总结了噪声差异引致结构俘能效果的作用规律.为实际工程中波浪能转换结构的有效应用模式发展了新思路.
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关键词
振荡浮子式波能转换结构
耦合模
式
算法优化
动力学响应
参数设计
随机载荷
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职称材料
振荡浮子式波浪能转换装置模型试验
被引量:
24
2
作者
勾艳芬
叶家玮
+1 位作者
李峰
王冬姣
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第4期498-501,共4页
讨论了一种振荡浮子式简易波能转换装置,并在华南理工大学港航实验室进行了模型试验。实验验证了该波能转换装置能量采集系统的性能稳定,在入射波激励时垂荡运动效果较好,能量转换效率较高,且该装置结构简单、建造成本较低。
关键词
波
能转换
装置
振荡
浮子
转换
效率
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职称材料
阵列振荡浮子式波能转换装置试验
被引量:
1
3
作者
勾艳芬
叶家玮
李峰
《广东造船》
2007年第2期1-3,共3页
本文介绍了一种阵列振荡浮子式简易波能转换装置,试验证明了该波能转换装置在没有进行二次转换的情况下,不仅保证了波能采集系统的性能稳定性而且提高了能量转换效率,为振荡浮子式波能转换装置的工程应用提供了有益的参考。
关键词
波
能转换
装置
振荡
浮子
转换
效率
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职称材料
振荡浮子阵列式波能转换装置水动力性能与效率研究
被引量:
3
4
作者
王梦
陈林烽
孙士艳
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2021年第1期105-110,共6页
基于OpenFOAM开源软件,从连续性方程和NS方程出发,采用有限体积法(FVM)离散控制方程,流体体积法(VOF)追踪自由液面,采用动网格技术模拟物体在流体中的运动,研究多振荡浮子阵列式波能转换装置的水动力特性及能量转换效率.为验证OpenFOAM...
基于OpenFOAM开源软件,从连续性方程和NS方程出发,采用有限体积法(FVM)离散控制方程,流体体积法(VOF)追踪自由液面,采用动网格技术模拟物体在流体中的运动,研究多振荡浮子阵列式波能转换装置的水动力特性及能量转换效率.为验证OpenFOAM数值模拟结果的正确性,将基于OpenFOAM计算的单个浮体的非线性时域解与基于线性频域理论计算的稳态解进行对比.在保证对比结果基本吻合的基础上,分别针对单个浮子、双浮子阵列和三浮子阵列,研究其在不同能量输出系统阻尼、波长、波幅条件下的运动特征与能量转化效率,分析振荡浮子阵列在波浪中工作的水动力学机理和能量转化规律.
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关键词
OPENFOAM
水动力特性
能量转化效率
振荡
浮子
波
能转换
装置
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职称材料
垂荡姿态自持式波能装置参数优化研究
5
作者
马旭
史宏达
+3 位作者
曹飞飞
魏志文
于明琦
江小强
《太阳能学报》
北大核心
2025年第1期236-241,共6页
提出一种垂荡姿态自持式波能装置,建立装置的运动方程,基于势流理论构建其水动力分析数值模型并进行验证,加载常值、线性动力输出(PTO),计算发电功率及俘获宽度比,对其参数进行优化。结果表明,在其他参数不变时,装置的平均输出功率及俘...
提出一种垂荡姿态自持式波能装置,建立装置的运动方程,基于势流理论构建其水动力分析数值模型并进行验证,加载常值、线性动力输出(PTO),计算发电功率及俘获宽度比,对其参数进行优化。结果表明,在其他参数不变时,装置的平均输出功率及俘获宽度比随PTO、浮子的半径和吃水、横杆长度、横杆倾角的增大先增大后减小,随浮子与横杆质量配比的增大影响较小。当横竖杆长度比为0.5,即横杆长度为4.8 m时,装置的平均输出功率和俘获宽度比最大;当横杆倾角为40°时,装置的获能效果最好。
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关键词
波
浪
能转换
波能
能量吸收
振荡
浮子
垂荡姿态自持
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职称材料
振荡浮子波浪发电装置物理模型试验研究
被引量:
8
6
作者
曹飞飞
史宏达
+1 位作者
赵晨羽
韩治
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期244-249,共6页
针对中国北方海域波高小、周期短的波浪资源条件,提出一种液压式振荡浮子波浪发电装置并进行蓄能优化,通过水工物理模型全过程试验研究蓄能式振荡浮子波浪发电装置的工作性能,探讨蓄能器初始充压、释放压力对系统输出电能的影响。研究表...
针对中国北方海域波高小、周期短的波浪资源条件,提出一种液压式振荡浮子波浪发电装置并进行蓄能优化,通过水工物理模型全过程试验研究蓄能式振荡浮子波浪发电装置的工作性能,探讨蓄能器初始充压、释放压力对系统输出电能的影响。研究表明:蓄能机构有利于波浪能捕获存储,有助于电能的平稳输出。装置平均输出功率随初始压力的增加先增加后趋于稳定,随释放压力的增加而增加。
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关键词
波
浪能
波
能转换
蓄能
压力
试验
振荡
浮子
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职称材料
内并联式TBCC进气道模态转换过程流动特性分析
被引量:
18
7
作者
刘君
袁化成
郭荣伟
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期461-469,共9页
针对组合动力(TBCC)进气道模态转换过程中出现的非定常气动现象,采用稳态/非稳态数值模拟方法对相关流动特性及其影响因素与流动机理开展了研究。结果表明:由涡轮发动机工作状态向冲压发动机工作模态转换过程中,进气道内出现结尾激波沿...
针对组合动力(TBCC)进气道模态转换过程中出现的非定常气动现象,采用稳态/非稳态数值模拟方法对相关流动特性及其影响因素与流动机理开展了研究。结果表明:由涡轮发动机工作状态向冲压发动机工作模态转换过程中,进气道内出现结尾激波沿流向前后振荡现象,振荡频率约为130 Hz;当冲压流道反压引起的激波未前传至模态转换分流板前时,冲压发动机工作状态对结尾激波振荡不产生影响。在相同的发动机工作状态下,随着模态转换速度的增加,结尾激波振荡频率逐渐增大。文中研究的进气道内结尾激波振荡现象可通过亚声速管道内波的传播理论进行解释和分析。
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关键词
吸气
式
高超声速推进
组合动力进气道
进气道模态
转换
激
波
振荡
非稳态数值仿真
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职称材料
新型数字式扫频噪声源的实现
被引量:
4
8
作者
尚飞
杨仕明
+1 位作者
高本庆
任武
《无线电工程》
2005年第3期11-13,共3页
给出一种数字式宽带扫频加窄带噪声调频噪声源的研究结果。该噪声源主要是采用单片机、高速数模转换器以及压控振荡器来实现。提出了一种新型三角波扫频的方式。通过对三角波扫频理论分析,阐明了新扫频方式比传统的锯齿波扫频速度更快,...
给出一种数字式宽带扫频加窄带噪声调频噪声源的研究结果。该噪声源主要是采用单片机、高速数模转换器以及压控振荡器来实现。提出了一种新型三角波扫频的方式。通过对三角波扫频理论分析,阐明了新扫频方式比传统的锯齿波扫频速度更快,扫频频谱谱线间隔宽2^(1/2)倍的优点。在讨论了最佳干扰效果的基础上,给出了实现干扰源的硬件结构和干扰测试的分析结果。
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关键词
噪声源
数字
式
扫频
压控
振荡
器
数模
转换
器
研究结果
窄带噪声
干扰效果
分析结果
干扰测试
硬件
结构
三角
波
单片机
锯齿
波
干扰源
调频
宽带
频谱
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职称材料
题名
带随机载荷振荡浮子式波能转换结构的参数优化设计与功率响应分析
1
作者
王德莉
杨雯
韦玮
裴海清
徐伟
机构
西安建筑科技大学理学院
西北工业大学力学与土木建筑学院
西北工业大学数学与统计学院
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第12期1515-1529,共15页
基金
国家自然科学基金(12372033,12002250)
陕西数理基础科学研究项目(22JSQ029)。
文摘
振荡浮子式波能转换结构是波浪能发电系统的一类核心做功单元,它的研建对于我国沿海地区发展、海洋平台建设等方面的供电瓶颈技术推进上具有重大意义.为研究其机械构型、参数设计、俘能机制,该文建立了多自由度波能转换结构耦合运动模型.通过对粒子群等智能算法进行优化,克服了多自由度迭代规模过大以及局部最优解困境等问题,丰富了算法功能,定性及定量测算了波能转换结构在二/四自由度、线性/非线性阻尼、两场景结构尺寸参数调控下的振荡及俘能效果.验证了多自由度、非线性阻尼等振控条件的俘能优势,同步探寻此类结构的动力学行为规律、参数优化设计及俘能机制高效路径.引入随机载荷以优化模型精度并做进一步探索,总结了噪声差异引致结构俘能效果的作用规律.为实际工程中波浪能转换结构的有效应用模式发展了新思路.
关键词
振荡浮子式波能转换结构
耦合模
式
算法优化
动力学响应
参数设计
随机载荷
Keywords
oscillating buoy wave energy converter
coupling mode
algorithm optimization
dynamic response
parameter design
random load
分类号
O322 [理学—一般力学与力学基础]
O324 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
振荡浮子式波浪能转换装置模型试验
被引量:
24
2
作者
勾艳芬
叶家玮
李峰
王冬姣
机构
华南理工大学
出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第4期498-501,共4页
文摘
讨论了一种振荡浮子式简易波能转换装置,并在华南理工大学港航实验室进行了模型试验。实验验证了该波能转换装置能量采集系统的性能稳定,在入射波激励时垂荡运动效果较好,能量转换效率较高,且该装置结构简单、建造成本较低。
关键词
波
能转换
装置
振荡
浮子
转换
效率
Keywords
wave power device
oscillating buoy
efficiency
分类号
TK79 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
在线阅读
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职称材料
题名
阵列振荡浮子式波能转换装置试验
被引量:
1
3
作者
勾艳芬
叶家玮
李峰
机构
华南理工大学
出处
《广东造船》
2007年第2期1-3,共3页
文摘
本文介绍了一种阵列振荡浮子式简易波能转换装置,试验证明了该波能转换装置在没有进行二次转换的情况下,不仅保证了波能采集系统的性能稳定性而且提高了能量转换效率,为振荡浮子式波能转换装置的工程应用提供了有益的参考。
关键词
波
能转换
装置
振荡
浮子
转换
效率
Keywords
wave power device, array oscillating buoy, total efficiency
分类号
U664.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
振荡浮子阵列式波能转换装置水动力性能与效率研究
被引量:
3
4
作者
王梦
陈林烽
孙士艳
机构
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
出处
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2021年第1期105-110,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目资助(51809123)。
文摘
基于OpenFOAM开源软件,从连续性方程和NS方程出发,采用有限体积法(FVM)离散控制方程,流体体积法(VOF)追踪自由液面,采用动网格技术模拟物体在流体中的运动,研究多振荡浮子阵列式波能转换装置的水动力特性及能量转换效率.为验证OpenFOAM数值模拟结果的正确性,将基于OpenFOAM计算的单个浮体的非线性时域解与基于线性频域理论计算的稳态解进行对比.在保证对比结果基本吻合的基础上,分别针对单个浮子、双浮子阵列和三浮子阵列,研究其在不同能量输出系统阻尼、波长、波幅条件下的运动特征与能量转化效率,分析振荡浮子阵列在波浪中工作的水动力学机理和能量转化规律.
关键词
OPENFOAM
水动力特性
能量转化效率
振荡
浮子
波
能转换
装置
Keywords
OpenFOAM
hydrodynamic performance
energy conversion efficiency
oscillating float
wave energy converters
分类号
U661.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
垂荡姿态自持式波能装置参数优化研究
5
作者
马旭
史宏达
曹飞飞
魏志文
于明琦
江小强
机构
中国海洋大学工程学院
中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室
青岛市海洋可再生能源重点实验室
出处
《太阳能学报》
北大核心
2025年第1期236-241,共6页
基金
国家自然科学基金联合基金重点项目(U22A20216)
山东省自然科学基金(ZR2021ZD23)
+1 种基金
国家自然科学基金(52271297)
中国工程院战略研究与咨询项目(2022-DFZD-36)。
文摘
提出一种垂荡姿态自持式波能装置,建立装置的运动方程,基于势流理论构建其水动力分析数值模型并进行验证,加载常值、线性动力输出(PTO),计算发电功率及俘获宽度比,对其参数进行优化。结果表明,在其他参数不变时,装置的平均输出功率及俘获宽度比随PTO、浮子的半径和吃水、横杆长度、横杆倾角的增大先增大后减小,随浮子与横杆质量配比的增大影响较小。当横竖杆长度比为0.5,即横杆长度为4.8 m时,装置的平均输出功率和俘获宽度比最大;当横杆倾角为40°时,装置的获能效果最好。
关键词
波
浪
能转换
波能
能量吸收
振荡
浮子
垂荡姿态自持
Keywords
wave energy conversion
wave power
energy absorption
oscillating buoy
heave attitude self-sustaining
分类号
P743.2 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
振荡浮子波浪发电装置物理模型试验研究
被引量:
8
6
作者
曹飞飞
史宏达
赵晨羽
韩治
机构
中国海洋大学工程学院
山东省海洋工程重点实验室
青岛市海洋可再生能源重点实验室
出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期244-249,共6页
基金
国家自然科学基金青年科学基金(41706100)
山东省自然科学基金重大基础研究项目(ZR2017ZA0202)。
文摘
针对中国北方海域波高小、周期短的波浪资源条件,提出一种液压式振荡浮子波浪发电装置并进行蓄能优化,通过水工物理模型全过程试验研究蓄能式振荡浮子波浪发电装置的工作性能,探讨蓄能器初始充压、释放压力对系统输出电能的影响。研究表明:蓄能机构有利于波浪能捕获存储,有助于电能的平稳输出。装置平均输出功率随初始压力的增加先增加后趋于稳定,随释放压力的增加而增加。
关键词
波
浪能
波
能转换
蓄能
压力
试验
振荡
浮子
Keywords
wave power
wave energy conversion
energy storage
pressure
experiments
分类号
TK79 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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职称材料
题名
内并联式TBCC进气道模态转换过程流动特性分析
被引量:
18
7
作者
刘君
袁化成
郭荣伟
机构
南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期461-469,共9页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金(NJ20140021
NJ2015025)
文摘
针对组合动力(TBCC)进气道模态转换过程中出现的非定常气动现象,采用稳态/非稳态数值模拟方法对相关流动特性及其影响因素与流动机理开展了研究。结果表明:由涡轮发动机工作状态向冲压发动机工作模态转换过程中,进气道内出现结尾激波沿流向前后振荡现象,振荡频率约为130 Hz;当冲压流道反压引起的激波未前传至模态转换分流板前时,冲压发动机工作状态对结尾激波振荡不产生影响。在相同的发动机工作状态下,随着模态转换速度的增加,结尾激波振荡频率逐渐增大。文中研究的进气道内结尾激波振荡现象可通过亚声速管道内波的传播理论进行解释和分析。
关键词
吸气
式
高超声速推进
组合动力进气道
进气道模态
转换
激
波
振荡
非稳态数值仿真
Keywords
Air-breathing hypersonic propulsion system
Turbine based combined cycle inlet
Inlet mode transition
Shock oscillation
Unsteady numerical simulation
分类号
V236 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
新型数字式扫频噪声源的实现
被引量:
4
8
作者
尚飞
杨仕明
高本庆
任武
机构
北京理工大学信息科学技术学院电子工程系
出处
《无线电工程》
2005年第3期11-13,共3页
文摘
给出一种数字式宽带扫频加窄带噪声调频噪声源的研究结果。该噪声源主要是采用单片机、高速数模转换器以及压控振荡器来实现。提出了一种新型三角波扫频的方式。通过对三角波扫频理论分析,阐明了新扫频方式比传统的锯齿波扫频速度更快,扫频频谱谱线间隔宽2^(1/2)倍的优点。在讨论了最佳干扰效果的基础上,给出了实现干扰源的硬件结构和干扰测试的分析结果。
关键词
噪声源
数字
式
扫频
压控
振荡
器
数模
转换
器
研究结果
窄带噪声
干扰效果
分析结果
干扰测试
硬件
结构
三角
波
单片机
锯齿
波
干扰源
调频
宽带
频谱
分类号
TN957.52 [电子电信—信号与信息处理]
TB535 [理学—声学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
带随机载荷振荡浮子式波能转换结构的参数优化设计与功率响应分析
王德莉
杨雯
韦玮
裴海清
徐伟
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
振荡浮子式波浪能转换装置模型试验
勾艳芬
叶家玮
李峰
王冬姣
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008
24
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职称材料
3
阵列振荡浮子式波能转换装置试验
勾艳芬
叶家玮
李峰
《广东造船》
2007
1
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职称材料
4
振荡浮子阵列式波能转换装置水动力性能与效率研究
王梦
陈林烽
孙士艳
《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》
2021
3
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职称材料
5
垂荡姿态自持式波能装置参数优化研究
马旭
史宏达
曹飞飞
魏志文
于明琦
江小强
《太阳能学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
6
振荡浮子波浪发电装置物理模型试验研究
曹飞飞
史宏达
赵晨羽
韩治
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
8
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职称材料
7
内并联式TBCC进气道模态转换过程流动特性分析
刘君
袁化成
郭荣伟
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
18
在线阅读
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职称材料
8
新型数字式扫频噪声源的实现
尚飞
杨仕明
高本庆
任武
《无线电工程》
2005
4
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职称材料
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