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海上波浪能与风能互补发电系统的关键技术研究

摘要第5-7页
Abstract第7-8页
第1章 绪论第18-35页
    1.1 课题研究背景第18-19页
        1.1.1 研究背景第18-19页
        1.1.2 论文选题及其意义第19页
    1.2 波浪能发电技术形式及研究现状第19-23页
        1.2.1 不同形式的波浪能发电装置及其综合对比第19-22页
        1.2.2 振荡浮子式波浪能技术发展及研究现状第22-23页
    1.3 垂直轴风力发电技术研究现状第23-26页
        1.3.1 垂直轴风力机特点及应用情况第23-24页
        1.3.2 垂直轴风力机的理论模型、研究方法第24-25页
        1.3.3 垂直轴风力机研究现状第25-26页
    1.4 液压传动技术在波浪能及风能发电中的应用情况第26-32页
        1.4.1 液压传动技术在波浪能发电中的应用现状第26-27页
        1.4.2 液压传动技术在风力发电中的应用现状第27-29页
        1.4.3 海上风能与波浪能互补利用的形式及现状第29-32页
            1.4.3.1 国内外风浪互补发电系统案例第29-31页
            1.4.3.2 风浪互补发电的关键问题分析第31-32页
    1.5 本文研究内容及章节安排第32-35页
第2章 风浪互补发电系统的数学模型第35-57页
    2.1 引言第35页
    2.2 摆臂式浮子波浪能发电装置数学模型第35-43页
        2.2.1 摆臂式浮子波能转换装置的频域分析模型第35-39页
            2.2.1.1 受力分析第35-36页
            2.2.1.2 浮子运动方程的建立与求解第36-38页
            2.2.1.3 输出功率和波能俘获效率第38-39页
        2.2.2 摆臂式浮子波能转换装置的时域分析模型第39-43页
            2.2.2.1 运动分析第40-41页
            2.2.2.2 浮子运动方程的建立与求解第41-43页
            2.2.2.3 输出功率和波能俘获效率第43页
    2.3 垂直轴风力机的基本理论与计算方法第43-47页
        2.3.1 基于流管理论的风力机气动性能预测方法第43-45页
        2.3.2 CFD数值模拟方法第45-47页
            2.3.2.1 控制方程第46-47页
            2.3.2.2 控制方程的求解第47页
    2.4 传动系统数学模型第47-56页
        2.4.1 关键部件的数学模型分析第47-52页
            2.4.1.1 液压缸第47-48页
            2.4.1.2 液压泵和液压马达第48-49页
            2.4.1.3 蓄能器模型第49-51页
            2.4.1.4 发电机模型第51-52页
        2.4.2 风浪子系统独立发电方案的数学模型分析第52-54页
            2.4.2.1 波浪能发电液压传动系统数学模型第52-53页
            2.4.2.2 风力发电液压传动系统数学模型第53-54页
        2.4.3 风浪耦合集成发电系统的数学模型分析第54-56页
    2.5 本章总结第56-57页
第3章 摆臂式浮子的水动力性能研究及优化第57-84页
    3.1 引言第57页
    3.2 阵列浮子式波浪能发电装置海上试验第57-63页
        3.2.1 浮子在波浪场中的运动响应分析第58-59页
        3.2.2 波浪周期及波浪方向的影响第59-61页
        3.2.3 装置的俘获宽度比分析第61-63页
    3.3 摆臂式浮子的水动力性能优化第63-73页
        3.3.1 浮子底部形状的影响第63-67页
        3.3.2 浮子吃水深度的影响第67-70页
        3.3.3 波浪入射角的影响第70-72页
        3.3.4 PTO阻尼系统的影响第72-73页
    3.4 阵列浮子的布置优化第73-83页
        3.4.1 阵列浮子的布置方案第73-75页
        3.4.2 阵列浮子仿真分析第75-78页
        3.4.3 阵列中各浮子的对比第78-80页
        3.4.4 对比单浮子结构第80-83页
    3.5 本章总结第83-84页
第4章 垂直轴风力机气动性能研究及优化第84-98页
    4.1 引言第84页
    4.2 H型垂直轴风力机的海上试验第84-87页
        4.2.1 风力机启动性能分析第84-85页
        4.2.2 风力机转动过程中的主轴力矩情况第85-87页
    4.3 螺旋型垂直轴风力机的提出及其气动性能分析第87-91页
        4.3.1 H型风轮的受力及其缺陷分析第87-89页
        4.3.2 旋转变形角度γ对螺旋型风轮气动性能的影响第89-90页
        4.3.3 实度对螺旋型风轮性能的影响第90-91页
    4.4 风力机的CFD仿真分析第91-96页
        4.4.1 仿真模型第91-92页
            4.4.1.1 网格划分第91-92页
            4.4.1.2 网格无关性验证第92页
        4.4.2 风速对螺旋形垂直轴风力机性能的影响第92-93页
        4.4.3 叶片数的影响分析第93-94页
        4.4.4 弦长的影响分析第94-95页
        4.4.5 高径比的影响分析第95页
        4.4.6 螺旋型风轮与H型风轮的性能对比第95-96页
    4.5 本章总结第96-98页
第5章 风浪互补利用方案的研究第98-121页
    5.1 引言第98页
    5.2 基于液压传动的风浪互补发电系统方案设计第98-101页
        5.2.1 风浪互补发电的液压系统方案第98-99页
        5.2.2 工况分析及运行控制策略研究第99-100页
        5.2.3 系统设备参数第100-101页
    5.3 风浪互补发电系统的运行仿真研究第101-120页
        5.3.1 液压传动系统原理及仿真工况设定第101-103页
        5.3.2 波浪能独立发电系统第103-110页
            5.3.2.1 阵列浮子波能发电液压系统的试验分析第103-106页
            5.3.2.2 波浪能独立发电系统仿真第106-110页
        5.3.3 风力独立发电系统第110-114页
        5.3.4 工况一下的系统运行分析第114-117页
        5.3.5 工况三下的系统运行分析第117-119页
        5.3.6 两种系统结构的性能综合对比第119-120页
    5.4 本章总结第120-121页
第6章 结论与展望第121-124页
    6.1 主要结论第121-122页
    6.2 创新点第122页
    6.3 需进一步开展的工作第122-124页
参考文献第124-131页
附录一: 风浪互补发电平台海上试验第131-135页
附录二: 实验装置设计第135-138页
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果第138-140页
攻读博士学位期间参加的科研工作第140-141页
致谢第141-142页
作者简介第142页

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