本文提出了以船形大浮子和陀螺形小浮子组合的双浮子波浪能发电试验平台,并针对陀螺形浮子展开了仿真研究.通过改变陀螺浮子的锥顶半径尺寸,建立了陀螺形浮子在波浪水平和竖直冲击作用下的受力和变形模型,分析了其对波浪的适应特性、功率特性以及效率特性,并对影响浮子受力和变形的关键参量进行了优化分析.仿真结果表明,陀螺形浮子作为漂浮式试验平台的波浪能捕获装置是合理的.

设计并搭建相对运动式波浪能捕获实验装置,在浮子捕获功率理论模型的基础上,考虑到影响浮子对波浪能的捕获效率的因素如浮体的形状尺寸、吃水深度、浮子的附加质量等,进行小功率浮子模型的参数影响实验测试.同时,为提高浮子的抗浪性能,仿生设计3种柔性结构的浮子模型,并进行实验测试和分析.

针对目前各种波浪能发电装置中存在的可靠性低、寿命短、建造维护难等问题,结合我国大部分海域低能流密度的现实,介绍一种以双体船为载体、以陀螺浮子捕获波能的振荡浮子式发电装置.以Workbench为平台,首先完成几何建模及网格划分,然后分别在FLUENT和ANSYS中完成流体分析与结构分析,得出了不同底圆半径的陀螺浮子在水流水平和竖直冲击下的受力和变形,以此为依据判断其对波浪的适应性、功率特性以及效率特性.通过数值模拟研究,遴选影响浮子受力和变形的关键参量,为该类浮子的实用化设计提供依据.仿真结果表明,选择陀螺形浮子作为试验平台波浪能捕获装置是非常合理的.

在行波传动的理论基础上,提出了一种新型行波传动器模型.在初步的结构设计上,进行了传动器的理论建模,建立了传动比、输出力矩、输出功率等数学模型.设计加工了实物模型测试装置,并进行了初步的实验测试,得到了在弹性层厚度、预紧力等参数变化时的位移曲线.一系列的实验结果和数据分析表明,这种新型的行波传动器能达到减速传动效果并具有较大的传动比,实验结果验证了理论模型的正确性.

本文介绍了一种同时捕获沿水平和垂直方向的复合波浪能捕获装置,在现有的振荡浮子波能捕获模型和摆式波能捕获模型基础上,初步建立了复合式波能捕获装置的理论模型,并作了初步的结构模型设计,进行了能量捕获影响因素的初步分析。

本发明公开了一种波浪能捕获装置，包括基柱（1）、第一浮子（5）、油箱（11）、执行机构（12）和与基柱（1）滑动配合的浮套（2），它还至少包括能同时采集水平和竖直方向波浪能的两个第一波浪能采集装置（9），所述的第一波浪能采集装置（9）的一端固定在浮套（2）上，所述的第一波浪能采集装置(9)的另一端铰接在第一浮子（5）上；所述的第一波浪能采集装置(9)的进油口与油箱（11）连通，所述的第一波浪能采集装置（9）的出油口与执行机构（12）的进油口连通。 该波浪能捕获装置能捕获水平和垂直两个方向波浪能、结构简单。