双击式水轮机波能发电装置研发理论与实践

双击式水轮机波能发电装置研发理论与实践
作者：郭晓晨，谭水位 著
出版时间： 2017年版
内容简介
波能是一种巨大的能源资源，但目前大部分尚未被开发，因此波能的开发研究一直是海洋可再生能源研究的一个重要课题。本书针对波浪随机波动的不确定性和恶劣海洋环境等不利因素，深入研究了双击式水轮机转子和加速流道组成的波能发电装置，提出了宽频带波能捕获理论。同时，在此基础上研究流道水体的振幅和相位特性，阐述阻尼对波能捕获效率的影响规律。通过物理模型试验和数值模拟分析，对所提出的理论进行了验证，对波能发电装置结构参数进行了优化研究。最后，研制了工程样机，在海上进行了实海况发电测试。

本书可为其他海洋可再生能源装置的研究提供参考，还可供相关领域的工程技术人员、管理人员及高等院校师生阅读。
目录
前言

第1章 波能发电概述
1.1 波能简介
1.2 波能发展概况
1.3 波能利用的优点
1.4 波能发电装置的分类
1.5 波能控制系统研究
1.6 波能发电的关键技术和难题
1.7 研究内容
1.8 研究方案
1.9 本章小结

第2章 横轴转子波能发电系统水体振荡理论分析
2.1 水体振荡的数学模型
2.2 宽频带波能捕获理论
2.3 本章小结

第3章 固定式装置物理模型试验结果分析
3.1 引言
3.2 物理模型试验原理
3.3 波能的计算方法及装置转换效率计算
3.4 试验概况
3.5 模型设计
3.6 比尺为1：2.5 模型的试验结果及分析
3.7 进、出口水位幅值和相位的优化分析
3.8 1：5比例模型的试验结果分析
3.9 不同负载电阻对系统波能捕获效率的影响
3.10 阻尼对装置波能捕获的影响分析
3.11 本章小结

第4章 基于数值波浪水槽的装置水动力学特性分析
4.1 引言
4.2 VOF方法简介
4.3 滑移网格
4.4 转子动态运动过程描述
4.5 湍流模型的选择
4.6 Fluent软件中VOF模型的应用原则
4.7 基于Fluent波浪水池数值建模
4.8 不同叶片数对系统波能捕获效率的影响
4.9 不同波高对系统波能捕获效率的影响
4.10 转子直径为250cm时，周期与平均功率、效率的关系
4.11 阻尼对功率的影响
4.12 本章小结

第5章 漂浮式装置物理模型试验研究
5.1 漂浮式波能发电装置在波浪中的运动分析
5.2 漂浮式波能发电装置垂荡动力模型
5.3 漂浮式装置物理模型试验
5.4 本章小结

第6章 波能发电装置应力分析与结构设计
6.1 装置的结构设计
6.2 装置浮箱的计算
6.3 装置浮力
6.4 装置所受波浪力的计算
6.5 装置上部有限元分析
6.6 装置侧面受力有限元分析
6.7 装置背面受力有限元分析
6.8 装置阻尼盘受力分析
6.9 装置整体受力分析
6.10 本章小结

第7章 陆地试验报告
7.1 试验装置介绍
7.2 试验步骤
7.3 2013年试验成果
7.4 2014年试验成果
7.5 不同装置加工精度对样机发电的影响分析
7.6 本章小结

第8章 工程样机实海况试验
8.1 试验大纲
8.2 波能计算方法
8.3 第一次实海况试验数据分析
8.4 第二次实海况试验数据分析
8.5 本章小结

第9章 结语
9.1 振荡水体数学模型的理论分析
9.2 数值波浪水槽对装置进行流场数值模拟的结论
9.3 室内物理模型试验的结论
9.4 工程样机的陆地试验
9.5 工程样机的实海况试验
9.6 对“横轴转子水轮机波能发电系统”研究的评价
参者文献