电磁耦合下流致振动能量转化机理与特性研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第12-30页 |
| 1.1 研究背景 | 第12-16页 |
| 1.2 流致振动的研究现状 | 第16-24页 |
| 1.2.1 圆柱绕流涡激振动 | 第17-21页 |
| 1.2.2 非圆柱体的流致振动 | 第21-24页 |
| 1.3 流致振动能量汲取的研究现状 | 第24-27页 |
| 1.4 本文研究内容 | 第27-30页 |
| 第2章 水力-振子-电机-负荷耦合动力模型 | 第30-50页 |
| 2.1 HOGR耦合动力模型 | 第30-35页 |
| 2.1.1 运动与受力分析 | 第30-31页 |
| 2.1.2 水流力 | 第31-32页 |
| 2.1.3 电磁力 | 第32页 |
| 2.1.4 减速比与电机外力 | 第32-34页 |
| 2.1.5 HOGR系统耦合运动方程的解 | 第34-35页 |
| 2.2 HOGR系统的功率与效率 | 第35-40页 |
| 2.2.1 能量的汲取与分配 | 第35-36页 |
| 2.2.2 流体功率 | 第36页 |
| 2.2.3 上限功率与效率 | 第36-38页 |
| 2.2.4 发电功率与效率 | 第38-39页 |
| 2.2.5 耗散功率与耗散率 | 第39-40页 |
| 2.2.6 阻尼系数与功率、效率的关系 | 第40页 |
| 2.3 效率的影响因素与解耦 | 第40-47页 |
| 2.3.1 负荷比与折合阻尼系数 | 第40-42页 |
| 2.3.2 上限效率与折合阻尼系数 | 第42-43页 |
| 2.3.3 上限能量利用率与折合阻尼系数 | 第43-44页 |
| 2.3.4 固定励磁发电机效率的预测方法与解耦 | 第44-45页 |
| 2.3.5 HOGR模型与效率预测方法的验证 | 第45-47页 |
| 2.4 发电机的选配 | 第47-49页 |
| 2.4.1 最优效率与发电机参数关系 | 第47-48页 |
| 2.4.2 发电机的选配原则 | 第48-49页 |
| 2.5 小结 | 第49-50页 |
| 第3章 正四棱柱的流致振动试验研究 | 第50-64页 |
| 3.1 试验设备、模型与参数 | 第50-53页 |
| 3.1.1 试验水槽与流速测量 | 第50-52页 |
| 3.1.2 试验装置与模型参数 | 第52-53页 |
| 3.2 不同来流角度下正四棱柱流致振动响应 | 第53-55页 |
| 3.3 刚度与质量对正四棱柱流致振动的影响 | 第55-60页 |
| 3.3.1 刚度的影响 | 第55-58页 |
| 3.3.2 质量对的影响 | 第58-60页 |
| 3.4 正三棱柱与正四棱柱的响应对比 | 第60-61页 |
| 3.5 小结 | 第61-64页 |
| 第4章 三棱柱流致振动试验设备、模型与参数验证 | 第64-76页 |
| 4.1 试验水槽与流速测定 | 第64-66页 |
| 4.1.1 试验水槽 | 第64页 |
| 4.1.2 流速测试 | 第64-66页 |
| 4.2 振动模型 | 第66-68页 |
| 4.2.1 振动-传动-发电结构 | 第66-67页 |
| 4.2.2 位移测量与电压测量 | 第67-68页 |
| 4.3 系统参数的改变与验证 | 第68-74页 |
| 4.3.1 变阻尼的实现与参数验证 | 第68-70页 |
| 4.3.2 变刚度的实现与参数验证 | 第70-72页 |
| 4.3.3 变质量的实现与参数验证 | 第72-73页 |
| 4.3.4 振子模型与高宽比的变化 | 第73-74页 |
| 4.4 小结 | 第74-76页 |
| 第5章 三棱柱流致振动模式及其演化规律 | 第76-96页 |
| 5.1 三棱柱流致振动的完整响应 | 第76-86页 |
| 5.1.1 软驰振 | 第76-79页 |
| 5.1.2 硬驰振 | 第79-82页 |
| 5.1.3 软、硬驰振的演化与临界驰振 | 第82-85页 |
| 5.1.4 驰振自激励的决定因素 | 第85-86页 |
| 5.2 机械参数对振动模式的影响 | 第86-90页 |
| 5.2.1 变刚度的演化 | 第86-87页 |
| 5.2.2 变质量的演化 | 第87-90页 |
| 5.3 截面高宽比对振动模式的影响 | 第90-92页 |
| 5.4 能量利用与参数选择 | 第92-95页 |
| 5.4.1 振动模式对能量利用的影响 | 第92-93页 |
| 5.4.2 有利于能量利用的参数选择 | 第93-95页 |
| 5.5 小结 | 第95-96页 |
| 第6章 固定励磁发电机的三棱柱发电效率分析 | 第96-112页 |
| 6.1 分析指标与计算方法 | 第96-98页 |
| 6.1.1 发电功率与效率 | 第96-98页 |
| 6.1.2 转化电能的质量 | 第98页 |
| 6.2 三棱柱振子的优势发电区域 | 第98-103页 |
| 6.2.1 软驰振的能量利用 | 第98-100页 |
| 6.2.2 硬驰振的能量利用 | 第100-102页 |
| 6.2.3 优势发电分支 | 第102-103页 |
| 6.3 影响发电效率的参数 | 第103-110页 |
| 6.3.1 负荷电阻的影响 | 第103-106页 |
| 6.3.2 刚度的影响 | 第106-108页 |
| 6.3.3 质量的影响 | 第108-109页 |
| 6.3.4 截面高宽比的影响 | 第109-110页 |
| 6.4 小结 | 第110-112页 |
| 第7章 励磁变化对流致振动发电特性的影响 | 第112-128页 |
| 7.1 HOGR系统中的励磁 | 第112-116页 |
| 7.1.1 励磁对系统物理参数的影响 | 第112-114页 |
| 7.1.2 励磁对三棱柱效率的影响 | 第114-116页 |
| 7.2 变励磁发电机的物理模型 | 第116-119页 |
| 7.2.1 发电机变励磁的实现 | 第116-117页 |
| 7.2.2 变励磁发电机的参数与验证 | 第117-119页 |
| 7.3 励磁变化下三棱柱的振动响应与能量汲取 | 第119-124页 |
| 7.3.1 振动响应规律 | 第119-121页 |
| 7.3.2 发电功率与效率 | 第121-124页 |
| 7.4 励磁在三棱柱发电系统中的意义 | 第124-127页 |
| 7.5 小结 | 第127-128页 |
| 第8章 结论与展望 | 第128-132页 |
| 8.1 结论与创新点 | 第128-130页 |
| 8.2 展望 | 第130-132页 |
| 参考文献 | 第132-144页 |
| 附录A | 第144-146页 |
| 发表论文与参加科研情况 | 第146-148页 |
| 致谢 | 第148-149页 |
