考虑物理约束的振荡浮子式波浪能转换装置优化获能控制 被引量：1

1

作者 包鑫宇 黎明 +1 位作者 陈震 宋承林 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期157-166,共10页

针对振荡浮子式波浪能转换装置(Oscillating buoy wave energy converter,OBWEC)的安全运行和高效获能问题,本文在考虑OBWEC的浮子运动位移和控制力物理约束的基础上,设计了一种包含浮子运动轨迹规划层和轨迹跟踪层的双层协同控制方案... 针对振荡浮子式波浪能转换装置(Oscillating buoy wave energy converter,OBWEC)的安全运行和高效获能问题,本文在考虑OBWEC的浮子运动位移和控制力物理约束的基础上,设计了一种包含浮子运动轨迹规划层和轨迹跟踪层的双层协同控制方案。在轨迹规划层,利用傅里叶拟谱方法分析波浪频谱特征,在线生成满足位移和控制力物理约束且兼顾最大获能的浮子运动参考轨迹;在轨迹跟踪层,采用滑模控制(Sliding mode control,SMC)实现浮子运动的轨迹跟踪,并基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了浮子运动轨迹跟踪误差渐近收敛于0。双层协同控制方案的核心在于,在保证浮子运动满足物理约束的前提下,尽可能获取最大能量,进而确保OBWEC的安全高效运行。仿真实验结果充分验证了所提方法的可行性与有效性,为OBWEC的实际应用提供了有力的理论支撑和技术参考。 展开更多

关键词 振荡浮子式波浪能转换装置 优化获能控制 傅里叶拟谱方法 轨迹跟踪控制 滑模控制

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一种滑轮式振荡浮子波浪发电实验装置的开发 被引量：2

2

作者 包兴先 汪聪 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2017年第12期78-80,86,共4页

开发了滑轮式振荡浮子波浪发电实验装置,装置主要由浮子组块、齿轮传动组块和发电组块组成。考虑了6种不同入射波频率和波高的工况,进行装置的发电实验。根据实验结果,探讨了入射波频率对发电装置性能的影响规律。通过实验,启发学生进... 开发了滑轮式振荡浮子波浪发电实验装置,装置主要由浮子组块、齿轮传动组块和发电组块组成。考虑了6种不同入射波频率和波高的工况,进行装置的发电实验。根据实验结果,探讨了入射波频率对发电装置性能的影响规律。通过实验,启发学生进一步优化发电装置的思考,提高了学生的问题探究和规律总结能力。该装置可以用于波浪发电的实验教学、科研及生产等领域。 展开更多

关键词 波浪发电 振荡浮子 齿轮传动 实践教学

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振荡水柱式波浪发电实验装置设计与开发 被引量：7

3

作者 包兴先 吴州淼 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第9期51-53,共3页

开发了气室高度、底坡角度可调节的振荡水柱式波浪发电实验装置,并在实验室中的波浪水槽内进行实验。考虑了3种气室高度、3种底坡角度及2种波高,共12个典型工况,根据不同工况下的实验结果,探讨了气室形状参量、波浪要素等对发电装置性... 开发了气室高度、底坡角度可调节的振荡水柱式波浪发电实验装置,并在实验室中的波浪水槽内进行实验。考虑了3种气室高度、3种底坡角度及2种波高,共12个典型工况,根据不同工况下的实验结果,探讨了气室形状参量、波浪要素等对发电装置性能的影响规律。通过实验,启发学生进一步优化发电装置的思考,加深了对实际应用中波浪能开发及海洋工程结构设计与制造过程的认识。 展开更多

关键词 振荡水柱 波浪发电 实验装置 实践教学

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基于TLP系泊振荡浮子波能发电装置锚固性能研究 被引量：3

4

作者 史宏达 田会元 孟珣 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期659-664,共6页

介绍锚固基础由潜浮体和张力筋腱组成的振荡浮子波能发电装置及10kW海试样机。采用AQWA软件分析液压阻尼对装置的影响；运用TOPSIS评估方法探寻潜浮体的最优布置位置。研究表明：综合考虑装置位移响应、锚链张力和质量因素，潜浮体位置... 介绍锚固基础由潜浮体和张力筋腱组成的振荡浮子波能发电装置及10kW海试样机。采用AQWA软件分析液压阻尼对装置的影响；运用TOPSIS评估方法探寻潜浮体的最优布置位置。研究表明：综合考虑装置位移响应、锚链张力和质量因素，潜浮体位置存在最优解. 展开更多

关键词 振荡浮子波浪发电装置 潜浮体 张力筋键 液压阻尼 TOPSIS

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摇臂式波浪发电装置设计与试验研究 被引量：1

5

作者 赖文斌 李德堂 +3 位作者 谢永和 申宏群 华军 陈丽雪 《渔业现代化》 CSCD 2020年第2期82-88,共7页

中国大多数波浪发电装置目前都处于初级海试阶段,装置在实际海况中的运行效果也普遍不佳。为提高波浪发电装置在小波浪海况下的适应能力及浮子取能效率,基于液压传动系统设计了一种摇臂式波浪发电装置,采用波浪齿条+群组油缸核心技术,... 中国大多数波浪发电装置目前都处于初级海试阶段,装置在实际海况中的运行效果也普遍不佳。为提高波浪发电装置在小波浪海况下的适应能力及浮子取能效率,基于液压传动系统设计了一种摇臂式波浪发电装置,采用波浪齿条+群组油缸核心技术,能克服目前浮子仅连接一个液压缸导致取能不足的缺陷。为验证该装置的可行性,首先基于设计原理,通过AMESim仿真软件对装置的液压系统进行仿真分析;然后在水动力水池中对整个装置进行模型试验。仿真结果显示,装置的液压系统在小波高海况下可以正常工作;模型试验结果显示,即使在小波高下,该波浪发电装置也能连续、稳定地发电,并且在同类波浪发电装置中具有较高的浮子取能效率。仿真和模型试验结果都验证了该装置设计的可行性。本研究可为其他波浪发电装置的研究设计提供参考。 展开更多

关键词 摇臂式波浪发电装置 群组油缸 AMESIM仿真 模型试验 浮子取能效率

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振荡浮子式波浪能转换装置模型试验 被引量：24

6

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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基于动力特性的振荡浮子发电装置系泊优化设计研究 被引量：2

7

作者 史宏达 黄波峰 田会元 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期133-139,共7页

基于AQWA数值模拟软件,对影响波能发电装置动力特性的各参数进行了敏感性分析,提出关键参量用于优化设计。结合海域环境条件,构建结构动力特性优化目标,计算影响结构动力特性关键参量的临界值,并对结构进行优化检验。研究表明:影响结构... 基于AQWA数值模拟软件,对影响波能发电装置动力特性的各参数进行了敏感性分析,提出关键参量用于优化设计。结合海域环境条件,构建结构动力特性优化目标,计算影响结构动力特性关键参量的临界值,并对结构进行优化检验。研究表明:影响结构动力特性的关键参量为张力锚缆刚度,增大张力锚缆刚度,避开共振区,结构运动参数减小显著。该研究结果可为振荡浮子式波能发电装置系泊系统优化设计提供参考。 展开更多

关键词 振荡浮子式波浪发电装置 敏感性分析 关键参量 设计优化

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浮式防波堤耦合振荡浮子俘能及消波性能分析

8

作者 沈勇 潘伟宸 +2 位作者 刘传艺 严兴春 王希坤 《船舶力学》 北大核心 2025年第1期63-72,共10页

将双浮筒型浮式防波堤与振荡浮子波能发电装置耦合为一体化装置,并基于CFD技术,建立数值水槽,计算并探究一体化装置俘能效率和消波性能的变化机理。结果表明,腔内浮子运动具有较强的非线性,当入射波浪周期接近腔体固有周期时,浮子俘能... 将双浮筒型浮式防波堤与振荡浮子波能发电装置耦合为一体化装置,并基于CFD技术,建立数值水槽,计算并探究一体化装置俘能效率和消波性能的变化机理。结果表明,腔内浮子运动具有较强的非线性,当入射波浪周期接近腔体固有周期时,浮子俘能效率最佳,发电功率和吸能效率可达到单个浮子的2.4倍;此外,一体化装置消波性能与波陡和固有周期相关,在固有周期之前,浮式防波堤对大波陡波浪具有更好的消波效果;入射周期达到结构固有周期之后,浮式防波堤会丧失其优良的消波能力。 展开更多

关键词 CFD 浮式防波堤 振荡浮子波能发电装置 俘能效率 消波性能

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单浮筒振荡浮子式波浪能装置的动力特性分析 被引量：8

9

作者 曹雪玲 高涛 +2 位作者 王文胜 唐伟炜 吕志胜 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期364-368,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 波浪能 CFD 水动力学 波浪能转换装置 振荡浮子

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状态空间模型在海洋波能转换系统中的应用 Ⅱ.单个矩形振荡浮子装置运动受力分析的解析方法 被引量：2

10

作者 郑永红 游亚戈 +2 位作者 沈永明 吴必军 刘荣 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期113-124,共12页

对线性入射波作用下的矩形振荡浮子运动受力分析给出了一种新的解析方法.对该方法首先采用特征函数展开法得到绕射速度势的一种新解析式,然后直接由绕射势和入射势来计算波浪激励力.与经典方法相比可以看出,对于立面二维问题,由于绕射... 对线性入射波作用下的矩形振荡浮子运动受力分析给出了一种新的解析方法.对该方法首先采用特征函数展开法得到绕射速度势的一种新解析式,然后直接由绕射势和入射势来计算波浪激励力.与经典方法相比可以看出,对于立面二维问题,由于绕射势和辐射势的计算量相当,因此该方法比过去常用的解析法更为简单.为了验证方法的正确性,采用该方法对过去文献介绍的经典算例进行了计算,得到了与过去方法完全一致的结果,从而证明该方法是正确的. 展开更多

关键词 状态空间模型 海洋波能 振荡浮子装置 垂荡运动 波浪力 解析方法

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阵列筏式波浪能发电装置建模与仿真分析 被引量：3

11

作者 张明镛 杨绍辉 +2 位作者 何宏舟 张军 李晖 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期83-88,共6页

为了提高阵列筏式波浪能发电装置采能效率,对不同排列方式的振荡浮子与不同楔形角的试验平台模型进行组合,优化水动力结构模型装置。建立了振荡浮子和采能装置试验平台三维模型,并进行了仿真分析。分别分析了由3种排列方式的振荡浮子和... 为了提高阵列筏式波浪能发电装置采能效率,对不同排列方式的振荡浮子与不同楔形角的试验平台模型进行组合,优化水动力结构模型装置。建立了振荡浮子和采能装置试验平台三维模型,并进行了仿真分析。分别分析了由3种排列方式的振荡浮子和3种楔形角情况下的9种模型在水深15 m、平台吃水1.2 m、振荡浮子吃水0.5 m海况下垂直方向的时域响应和频域响应,结果发现当模型的振荡浮子以错开方式排列且试验平台楔形角为60°时,振荡浮子在垂直方向的振荡速度最快,其RAO值也最大,说明该组合模型更有利于提高筏式波浪能发电装置的采能效率。 展开更多

关键词 阵列筏式 波浪能 振荡浮子 发电装置 采能效率

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柱对称双浮子波能装置散射问题的解析方法 被引量：2

12

作者 吴必军 郑永红 +2 位作者 游亚戈 孙晓燕 陈勇 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期115-125,共11页

通过构造绕射势特解的一种新表达式,基于特征函数展开法提出了线性入射波作用下柱对称双振荡浮子波能装置散射问题的一种新的表达式,并在此基础上计算了垂向波浪激励力.从速度势的求解过程可知,绕射势和辐射势的计算量相当,但垂向波浪... 通过构造绕射势特解的一种新表达式,基于特征函数展开法提出了线性入射波作用下柱对称双振荡浮子波能装置散射问题的一种新的表达式,并在此基础上计算了垂向波浪激励力.从速度势的求解过程可知,绕射势和辐射势的计算量相当,但垂向波浪激励力的计算比采用Haskind关系方法简单得多,两种方法的结果一样.另外对不同工况下垂向波浪激励力的变化趋势进行了分析. 展开更多

关键词 振荡浮子装置 波浪力 解析方法

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双体船式波浪能发电系统实验测试研究 被引量：3

13

作者 宋瑞银 吴映江 +3 位作者 陈凯翔 蔡泽林 吴烨卿 陈俊华 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2236-2243,共8页

提出双体船式波浪能发电试验平台,将船体和波浪浮子简化为大小2种浮子,建立双浮子波浪能捕获理论模型。针对波浪能间歇性强的特点,设计波浪能捕获-液压蓄能稳压-液压马达驱动发电机发电系统,并通过实验室拖动发电实验建立流量-压力-比... 提出双体船式波浪能发电试验平台,将船体和波浪浮子简化为大小2种浮子,建立双浮子波浪能捕获理论模型。针对波浪能间歇性强的特点,设计波浪能捕获-液压蓄能稳压-液压马达驱动发电机发电系统,并通过实验室拖动发电实验建立流量-压力-比例伺服阀开口度的关系曲线,实验结果证明通过实时调节比例伺服阀开口度实现发电功率的稳定是可行的。最后,将发电系统安装到试验平台,开展单个小浮子和2个小浮子波浪能捕获的海上测试。海试结果表明,该方法具有良好的稳定发电效果;浮子数量越多,波浪来能越大,发电功率越稳定。 展开更多

关键词 波浪能发电装置 发电建模 振荡浮子 稳压控制 实验测试

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面向远洋海岛的多能源礁盘电站布局优化及发电潜力勘探 被引量：6

14

作者 郭旭升 张晋源 +3 位作者 林湘宁 丁苏阳 李正天 娄素华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2019年第17期36-45,共10页

远洋海岛远离大陆,现有研究考虑利用风、光等可再生能源进行远海海岛的能量供给,但并未考虑远洋海岛土地资源紧张等问题。针对这些问题,文中在充分评估海岛及其周边礁盘区域场景中风/光/波浪能资源状况的基础上,基于无桨叶风机、漂浮式... 远洋海岛远离大陆,现有研究考虑利用风、光等可再生能源进行远海海岛的能量供给,但并未考虑远洋海岛土地资源紧张等问题。针对这些问题,文中在充分评估海岛及其周边礁盘区域场景中风/光/波浪能资源状况的基础上,基于无桨叶风机、漂浮式太阳能电池板以及振荡浮子式波能捕集装置,提出了多能源礁盘电站的一体化建设布局方案。在等年值投资成本和布局约束下,以年总发电量最大为目标函数,建立布局优化和发电潜力勘探混合整数规划模型,利用CPLEX对模型算例进行求解,并与不同精确度下穷举法的计算结果进行对比。算例结果表明,所提建设布局方案合理可行,其发电潜力较大,能较为充分地满足对远洋海岛的电力供应,同时尽可能避免了对海岛土地的过多占用。 展开更多

关键词 多能源礁盘电站 布局优化 发电潜力勘探 无桨叶风机 漂浮式光伏电池 振荡浮子式波能捕集装置

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煤矿透水自救器的设计与研究 被引量：1

15

作者 唐峰 李荣衡 夏新远 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第8期224-227,共4页

针对煤矿透水不确定性所引起的逃生困难等问题,设计一种能长时间安放在矿井中,且具有自救与迅速报警功能的煤矿透水自救器。通过对煤矿透水自救器工作要求和技术参数分析,确定设备总体设计方案,并介绍了煤矿透水自救器的总体结构组成和... 针对煤矿透水不确定性所引起的逃生困难等问题,设计一种能长时间安放在矿井中,且具有自救与迅速报警功能的煤矿透水自救器。通过对煤矿透水自救器工作要求和技术参数分析,确定设备总体设计方案,并介绍了煤矿透水自救器的总体结构组成和工作原理。在此基础上,根据流体力学理论,建立动力部件数学模型,结合所确定的参数,完成振荡浮子设计,并根据实验所测得的参数,利用MATLAB软件对机构的运动特性进行仿真,仿真结果表明:该结构合理,完全能满足设备功能要求。 展开更多

关键词 多功能 煤矿透水 自救装置 振荡浮子

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