一、漂浮式潮流电站锚泊系统的设计和计算（论文文献综述）
李炳强[1]（2018）在《竖轴双转子半潜式潮流能发电装置设计及性能分析》文中研究指明潮流能作为一种海洋可再生能源,因为其具有清洁性、分布广、可预测性强的优点,近年来成为国内外广泛研究的热点。为了提高整体潮流能开发能力,以及推进商业化发展,大型潮流能开发是未来发展的趋势。然而就目前的研究现状而言,基本都是以小型化利用为主,而对大型潮流能利用研究甚少。本文基于目前的研究成果,提出一种竖轴双转子半潜式潮流能发电装置的总体设计,可以实现潮流能的大型化利用。采用了计算流体力学CFD和三维势流理论相结合的方法,分析装置在复杂海洋环境载荷下的时域耦合运动响应。本文可为大型漂浮式潮流能装置的开发设计提供理论和方法支持。本文首先确定设计要求、设计海况及参考规范,根据经验公式确定满足600kW功率的水轮机主尺度,并采用新型悬臂式水轮机。接下来,根据水轮机主尺度选择合适的半潜式载体形式及主尺度,并确定合适的系泊系统形式和布置方式。然后,基于计算流体力学CFD方法,研究振荡运动下水轮机的载荷大小。通过ICEM建立水轮机模型,使用CFX软件进行计算。分别模拟了单转子、双转子水轮机均匀流运动及单转子、双转子水轮机振荡运动下的受力对比分析及流场分析。特别是在振荡运动下的水轮机载荷,就不同的振荡频率、振荡幅值及速比进行了对比研究,得出的结果可直接用于装置的时域耦合计算。最后,基于三维势流理论,研究装置系统的水动力性能。通过三维频域势流理论对装置进行频域分析,求解载体的运动响应RAO、附加质量和辐射阻尼;根据具体的环境参数分别计算风、流载荷;将水轮机CFD计算结果进行拟合,求解水轮机的水动力系数;对AQWA软件进行二次开发,将水轮机的附加质量、辐射阻尼以及实时变化的激励力加载到模型上,进行时域耦合计算,在四种典型工况下,其计算结果均表明该装置具有良好的性能,安全可靠。
董春明[2]（2018）在《潮流能装置锚系设计及应用研究》文中进行了进一步梳理潮流能作为海洋可再生能源的重要组成部分,具有能量密集度高、清洁无污染、储量丰富等特点。随着传统化石能源日益匮乏以及环境问题愈发严重,潮流能的开发利用得到各国的广泛关注。在实际工作时,潮流能电站除了承受风、浪、流等海洋环境载荷外,水轮机在工作时会带动周围流场产生巨大的水平载荷和倾覆力矩,直接影响漂浮式潮流电站的稳定性;此外,由于潮流电站工作所处海域水深一般较浅,锚链悬垂部分相对较少,在水轮机作用下锚链会受到冲击载荷,其变形能不足以抵抗外部载荷的作用,容易发生走锚或锚链断裂的危险。浅水系泊一直都是研究的热点问题,在设计锚泊方案时,若要增加锚链系泊力,需要延长海底躺链长度,导致成本增加,并且锚链的布置会占用更广阔的水域;若降低锚链预张力,则需减少锚链的跨距,增加躺链的相对长度,会导致浮体的飘曳范围增加,加剧结构物的运动响应。本文基于以上工程实际问题,以300kW水平轴漂浮式潮流电站为研究对象,结合潮流电站自身特点与工程实际情况,确定系泊系统的设计准则并进行系泊系统设计。首先基于三维势流理论,在频域范围内对漂浮式发电装置载体在规则波中的水动力特性进行分析,并对水动力学软件AQWA进行二次开发,将水轮机的水动力系数以实时变化的平均力形式加载到潮流能电站载体上进行时域耦合计算。在此基础上,基于悬链线理论将浮体在环境载荷作用下产生的各自由度位移视作锚链顶端的静位移,求解出系泊系统在该静位移下的实时回复力。通过求解锚链的位移-回复力曲线,具体分析不同系泊参数对锚泊链回复刚度的影响。最后,针对300kW漂浮式潮流电站的锚泊系统设计提出两种设计方案,分别在设计工况和生存工况下对系泊系统进行校核,对比分析确定最佳方案。本文可为基于水平轴水轮机的漂浮式潮流能电站运动响应预报以及浅水系泊系统设计、开发和工程应用提供理论指导和技术支持。
孙驰[3]（2016）在《浮式潮流能载体与水轮机耦合运动特征研究》文中进行了进一步梳理随着化石燃料的逐渐枯竭与环境的日益恶化,海洋可再生能源逐渐引起了世界各国的关注。潮流能作为海洋能中的一种,成为了海洋工程与能源领域中新的热点。漂浮式潮流能电站以其成本低、便于安装与维护等优点,获得了广泛的应用。漂浮式潮流能电站长期系泊于海上,受到风、浪、流等环静载荷作用的同时水轮机的周期性旋转与振动还会带来额外的激励力。由此,电站会受到不同频的激励源的作用而产生复杂的运动。在以往的分析中,通常以定常附加阻尼和定常外力来代替水轮机的贡献。虽然这样可以在一定程度上反应运动幅值的变化,但对运动的描述并不准确。本文考虑了水轮机受到的波浪力与水轮机自激力的周期性变化,求解水轮机对电站载体运动的影响。首先建立系泊漂浮式载体搭载立轴水轮机系统各部分受力的理论模型。运用该理论模型开展求解方法和水动力载荷研究:对于水轮机,应用CFD方法求解受迫振荡的水轮机的水动力,将受力拟合为周期性变化的水动力系数与自激力。对于浮式载体,推导垂直圆柱体在波浪中受力的辐射与绕射问题,以一种圆盘作为漂浮式潮流能电站的载体。对于系泊系统,确定锚链的参数,将其等效为一个附加的刚度矩阵。综合上述因素讨论电站工作状态下的平均位移。对于电站载体的运动,在频域内,本文运用傅里叶级数展开的方法推导了非线性运动方程的半解析解,并将方程分解为自激励运动与波浪激励运动。通过编写程序,求解了单位规则波中纵荡与纵摇自激励运动响应与耦合运动响应,比较了不同波浪频率下工作状态与停机状态下的运动响应幅值,并探索了水轮机不同转速对运动的影响。最后,本文针对漂浮式潮流能电站载体的运动推导了间接时域法的运动方程,给出延迟函数的数值解法,编写了时域运动程序。针对不同转速的水轮机,本文在规则波中模拟了电站纵荡与纵摇的运动时历,分析其初始阶段与稳态的运动规律;根据Jonswap谱模拟了不规则波浪,并在不规则波中求解了运动时历,分析水平运动的极值,并对判断叶尖是否出水,以保证电站各部分的安全。
李辉[4]（2016）在《漂浮式潮流电站组合系泊系统设计分析》文中指出潮流能作为可再生能源的一种,具有巨大的开发潜力,近年来成为国内外的研究热点。漂浮式潮流能发电机组依托于浮式载体,其系泊系统关系着潮流能电站的安全运行和生存。关于载体系泊系统的研究,国际上主要集中在海洋钻井平台方面,由于工作的环境尤其是水深条件的差异,使潮流电站平台和深水钻井平台的系泊系统出现了很大不同。关于潮流电站的系泊系统的研究,目前可供参考的文献较少,这给潮流电站的系泊系统的设计带来了很大困难。因此,本文以浮式潮流电站为对象,通过对AQWA软件二次开发,合理的考虑了水轮机的作用,提出并研究带有弹性索以及浮筒的组合系泊系统,研究成果对系泊系统的设计具有参考意义。本文首先介绍能源利用背景、潮流能技术以及系泊系统的发展现状。接着阐述本文应用的载体水动力基本理论,包括频域理论、间接时域理论以及水轮机的水动力计算方法。考虑到水轮机载荷的周期性以及已经发展的计算方法,本文通过写Fortran语言对软件进行了二次开发,并开展算法的理论验证。在系泊系统的设计方面,基于悬链线理论,在系泊系统中加入弹性索,将弹性索的长度和位置作为设计变量,研究弹性索对系泊系统的作用规律。通过考察不同水深下载体的运动以及系泊链的张力,研究弹性索的适用范围以及它和传统的系泊系统性能的差异。借鉴FPSO的系泊形式,研究含有浮筒的系泊方案。考虑到潮流能水轮机的载荷特性,首先介绍了关于浮筒排水量的设计方法,针对不同外形浮筒的系统特性进行计算和优选,得到了球形浮筒对系泊系统最有利的结论。为了进一步研究浮筒设计参数的影响规律,以浮筒与载体之间的距离、浮筒方位与载体之间的夹角以及载体安装水深等参数为设计变量,分析了组合系泊系统的特性,得到了相关结论,供设计研究参考。
高文山[5]（2014）在《自适应悬浮式潮流能发电装置水动力学研究》文中研究表明潮流能是一种非常丰富的海洋能资源，它具有可预测、流速平稳等特点。当前，我国的海洋能开发正处于蓬勃发展阶段，其开发利用面临着前所未有的战略发展机遇，把握好当前的有利时机，对推动我国海洋能利用技术的发展，加快海洋能产业化进程至关重要。潮流能发电技术作为海洋能开发利用的关键技术之一，其发电装置的结构形式以及水动力学研究至关重要。本文基于青岛市应用基础研究计划项目：自适应悬浮式潮流发电技术水动力特性研究，介绍了潮流能发电装置的国内外研究现状。针对潮流能发电装置的海洋工作环境恶劣，发电水轮机的施工安装和检修不方便，费用高，难以保持水轮机的方向始终面对潮流来向以提高潮流能发电效率等问题，提出一种新型的自适应悬浮式潮流能发电技术。采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，完成了自适应悬浮式潮流能发电装置的结构研发、流体动力学载荷分析、装置尾流场分析以及装置稳定性研究。用Fluent对悬浮式潮流能发电装置整体结构进行CFD分析，得到水轮机和支撑结构在不同流速作用下的压力分布。并模拟计算在不同流速、不同间距以及不同旋转方向下悬浮式潮流能发电水轮机的特性，得到受力情况、速度矢量和流场分布等。利用CFX+ANSYS对悬浮式潮流能发电装置水轮机以及支架整体进行流固耦合分析，得出发电装置在额定工况下的变形、应力等。同时对发电装置以及水轮机叶片进行预应力模态分析，验证了在额定工作环境以及极限工作环境下水轮机叶片以及发电装置整体的安全性。最后，建立试验样机模型，进行模型试验，以验证样机运行的可靠性和稳定性。采集必要的物理参数，进行分析计算，结合试验结果发现本装置的潜在问题。在水槽试验中同时也验证本装置在安装和检修等环节中的可行。本文研究对悬浮式潮流能发电装置工程样机的设计制造以及水动力特性分析提供了参考和指导，为自适应悬浮式潮流能发电装置的工程应用提供了理论基础。
陈鸶鹭[6]（2014）在《潮流能电站载体的水动力性能分析》文中认为21世纪随着世界经济、社会的发展能源的可持续发展与环境保护已成为亟待解决的问题。潮流能是一种清洁的可再生能源，和其他能源比较潮流能具有蕴藏丰富、利用价值高等优点。潮流能发电技术的研究开始于20世纪70年代，目前国内外已建成多所潮流能电站投入试运行，常见的潮流能电站载体形式有漂浮式、桩柱支撑式和座海底式。本文以正在研究的国家自然科学基金项目中基于水轮机作用下漂浮式潮流能电站系泊系统的设计为背景，提出并设计一种以双体船为载体，搭载垂直轴水轮机的漂浮式潮流能电站，对其水动力性能进行研究，设计出保证潮流电站在风、浪和急流中正常工作和恶劣海况下可安全生存的锚泊系统。本文主要开展的工作如下：一，研究了国内外潮流能开发的现状，提出一种以双体船为载体的电站设计方案；二，采用基于动量定理的单盘面多流管模型，在大型的数值计算软件Ansys Fluent中对水轮机运动进行了数值模拟，对潮流能电站载体在工作海况及极限海况下主轴的载荷进行了分析；三，依据三维频域势流理论为基础，应用SESAM软件对潮流能电站载体在风、浪、流的环境载荷作用下的耦合运动进行分析，研究了潮流能电站的水动力性能；四，设计出一种潮流能电站的锚泊方案，根据HydroD计算结果，结合CFD计算出的水轮机载荷，利用DeepC模块进行耦合分析。
张欣欣[7]（2014）在《潮流电站系泊系统运动响应及载荷分析》文中提出海洋中储备着丰富的、可再生的绿色资源,潮流能作为一种可利用性强的海洋绿色能源,是当今可再生能源研究的重点领域之一。漂浮式潮流电站作为海洋能开发利用的一种有效的工具,日益受到人们的关注,为其设计合理的锚泊系统成为浮式潮流电站设计研究中尤为重要的一个环节。然而潮流能发电转置与一般的海洋结构物不同,它设计水深浅,工作流速变化范围大,且存在水轮机的影响不可忽略,这些都使得其系泊系统的设计计算存在一定的难度。现有的系泊系统计算软件通常会忽略垂向运动与水平运动的耦合作用,并且也无法准确的描述水轮机带给潮流电站系泊系统的巨大影响,这些现实状况都使得针对潮流电站系泊系统耦合运动和受力的分析研究十分必要。求解载体-系泊耦合系统的运动响应,主要有时域和频域两种求解方法,相比较时域算法能更精确的模拟描述系泊系统的运动和受力,但是频域算法计算简单并能够分析不同因素的影响,本文工作是潮流电站系泊系统运动响应及系泊线受力特性的分析研究,故基于谱分析原理,采用频域算法来求解潮流电站系泊系统运动方程。本文内容包括以下几点:（1）求解水轮机对潮流电站系统的影响,求解二维水轮机的水动力系数,并向三维作推广;（2）基于势流理论,求解潮流电站载体的水动力系数;（3）介绍静力载荷的估算方法,估算不同工况下,系泊系统所受到的静力载荷;（4）介绍谱分析原理,及频域响应函数的求解方法;（5）给出平衡位置的求解方法,编写系泊系统频域分析程序,计算分析考虑垂向运动耦合作用对潮流电站系泊系统的影响,以及计入水轮机影响后,系泊受力变化规律的分析。
荆丰梅[8]（2013）在《一种新型漂浮式潮流能装置水动力研究》文中研究指明潮流能作为一种清洁无污染的海洋可再生能源,已成为国内外研究的热点。近年来关于潮流能装置的研究已经取得了诸多成果,但是,潮流能装置在风浪流恶劣海洋环境下面临的安装与维修难题却一直没有得到很好的解决。因此本文以一种新型漂浮式双转子潮流能装置为研究背景,采用理论分析、模型试验与数值模拟相结合的方法对该装置存在的难点问题进行研究。这为开发高效可靠的漂浮式潮流能装置提供了理论方法与设计技术,具有非常重要的理论与实际意义。针对漂浮式潮流装置在恶劣海洋环境下安装运输和维护检修存在的困难问题,设计出一种结构简单,安装和维护检修方便的漂浮式水平轴双转子潮流能装置;在Glauert涡流理论的基础上考虑诱导速度的影响从而优化得出一种工作速比较大,密实度与安装角度相对较小的性能优良的叶片形式;并针对三种典型工况下装置的稳性进行校核。在水轮机模型试验研究方面,建立了水平轴潮流能水轮机模型试验测试系统,并设计研制了水平轴水轮机水动力特性测试平台,给出了水轮机模型性能与载荷的测试方案与测试方法,进行了多种参数变化下1kW模型实验研究以及10kW原型样机实验室测试。根据实验结果,分析了水轮机的水动力特性及影响因素,对水平轴水轮机有了较为全面的认知。试验研究为水平轴水轮机水动力学设计提供了大量有价值的信息,两种不同尺度的水轮机实验结果对比为尺度效应分析提供了研究基础,同时测试数据也为数值模拟的准确性提供了验证依据。在水轮机CFD数值计算方面,首先开展了水平轴水轮机三维CFD数值模拟的精度与可信度研究,探讨网格尺度、湍流模型及求解方法等对计算结果的影响,并通过与试验结果对比验证了水平轴水轮机三维数值模拟方法的有效性。采用此方法计算了潮流流向对叶轮水动力特性的影响,分析了支撑结构与叶轮之间的干扰规律,研究了双转子叶轮之间的干扰特性。通过分析不同参数的影响规律,并结合CFD方法的优势,揭示了叶轮流场与压力分布等模型试验中难以测量的物理量与流动细节。在锚泊系统设计方面,提出了一种满足极浅水大载荷特性的非线弹性锚泊系统设计方法。系泊线中高弹性索的引入使得锚泊系统具有较强的非线弹性特征,考虑水流的影响,数值求解多成分组合系泊线悬链线方程;对纯悬链、悬链+浮筒、悬链+浮筒+弹性索及悬链+弹性索四种设计方案分别进行时域计算分析,对比分析弹性索在非线性锚泊系统设计中的优势。另外,通过改变锚点水深来研究水深对锚泊系统性能的影响。最后通过改变系泊线中弹性索长度来研究其对锚泊系统的影响规律,为非线弹性索在工程上的使用提供理论依据。
马勇[9]（2013）在《基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置水动力性能试验研究与数值预报》文中研究表明世界范围内,化石能源日趋紧张,环境污染不断加剧,潮流能作为一种清洁无污染的绿色可再生能源,具有储量大、分布广、可预测性强、环境污染小等诸多优点,开发利用潮流能成为缓解能源紧张、降低环境污染的有效途径。潮流能开发利用的主要装置为水轮机,水轮机搭载在载体上,构成发电系统,将潮流动能转换为电能。目前,潮流发电装置的分类很多,各自具有独特的应用背景和优势。按载体分类,可以分为桩基础式、座底式和漂浮式,按水轮机分类主要分为水平轴水轮机式和竖轴水轮机式。其中,基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置融合了竖轴水轮机和漂浮式载体的特点,具有结构简单、生产制造技术难度小、成本低、维护检修和管理费用低、适应流向变化、对吃水要求低等优点,近年来成为研究的热点,并在我国和意大利等国有实验示范装置运行。但是,现阶段对该类潮流发电装置的研究多集中在对竖轴水轮机、浮式载体和系泊系统的研究,对竖轴水轮机、浮式载体和系泊系统耦合作用下,潮流发电装置的性能预报研究较少,而这却是制约该类潮流发电装置设计、实验示范研究和工程应用的关键。为此,本文对基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置开展其水动力性能研究,建立该类潮流发电装置水动力性能的试验预报方法、平台和数值预报方法,为该类装置的研究和工程应用提供理论基础和技术支撑。在基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置系泊试验方法和设计方面,本文首先根据发电装置原型、船模拖曳水池情况确定模型试验的缩尺比,对双体船模型和水轮机模型开展连接设计研究,对发电装置模型重心及转动惯量的测量方法进行研究,设计开发模型重心及转动惯量测量与调整装置,测量和调整模型的重心及转动惯量。然后,开展系泊模拟研究,分别开展系泊点和锚链的模拟研究,通过系泊架实现系泊点的模拟,通过系缆实现锚链的模拟。接着,选配系泊试验研究的仪器和设备,开展测量与布置方案研究,并介绍系泊架的安装和系缆预张力的调节方法,给出试验工况,最后形成基于船模拖曳水池的漂浮式潮流发电装置系泊试验平台和试验方法。在基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置系泊试验研究方面,本文首先研究基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置的自由衰减特性和系泊衰减特性,分别测量组合模型在自由状态下的横摇衰减情况和纵摇衰减情况,组合模型在系泊状态下的横摇衰减情况、纵摇衰减情况和艏摇衰减情况,并对各自的衰减情况进行分析。然后,研究装置模型在均匀流下的系缆拉力响应特性、组合模型的姿态响应特性,并介绍试验中的一些试验现象,对试验现象进行分析。接着,开展均匀流下水轮机转与不转时的比较试验研究,对两种状态下系缆拉力、组合模型的姿态响应和试验模型的侧向位移进行比较分析,给出研究结论。接着又进行规则波环境下系泊试验研究,研究波高和频率对模型系缆拉力和运动的影响。最后,研究装置在不规则波环境下的系缆拉力情况和姿态响应情况,并对试验结果进行分析。在基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置总体性能研究的基本理论方面,文章首先给出竖轴水轮机流载荷的数值模拟方法,给出数值模拟的基本控制方程、RANS方程、湍流模型和近壁区处理方法、离散方法和自由变偏角的模拟方法。然后,给出了基于三维势流理论的频域分析理论,包括坐标系的定义,线性速度、一阶波浪力、平均波浪漂移力和二阶波浪力传递函数矩阵的求解。最后,给出装置水动力性能分析的时域耦合分析理论,建立了时域耦合运动方程,给出流力和波浪力的确定方法,给出水轮机载荷的耦合处理方法。在基于竖轴水轮机的漂浮式潮流能发电装置总体性能研究方面,文章首先根据第四章的基本理论方法,数值模拟水轮机的流载荷情况,并对水轮机受力进行数据拟合,计算水轮机旋转产生的等效附加质量和阻尼。然后,对漂浮式潮流发电装置的浮式载体进行频域辐射、绕射分析,最后,考虑水轮机转动的影响,对发电装置的水动力性能进行了耦合计算研究,预报发电装置的锚链张力和运动响应情况,并选择典型工况与试验结果进行比较,验证本文数值预报方法的有效性。在带浮筒的漂浮式潮流发电装置总体性能研究方面,首先设计了浮筒的结构形式和锚链连接,然后,利用第四章的频域分析基本理论和时域耦合分析基本理论,对带浮筒的漂浮式潮流发电装置进行时域耦合计算研究,预报发电装置锚链张力和运动响应情况,分析浮筒对装置性能的影响。
郭小天,张亮[10]（2013）在《潮流发电装置弹性锚泊设计》文中进行了进一步梳理海洋潮流能是一种利用价值高、潜力巨大的新能源.漂浮式潮流电站是潮流能开发的一种典型方式,发电装置运输至目标海域之后,需要依靠系泊系统长期停泊,故必须计算分析其在各种外载荷作用下的运动性能,合理设计锚泊系统,避免漂浮式电站发生倾覆的可能性.对2×100 kW潮流发电装置进行锚泊系统设计,并尝试在系泊线中加入非线弹性拉伸材料（高弹性索）.根据装置的特点设计了3种不同的锚线布置方案,利用AQWA软件对整个系泊系统进行时域耦合分析,并对不同方案进行了对比分析.计算结果显示,加入高弹性索可以有效的降低锚泊链的最大拉力,同时高弹性索具有质量轻的优点,加入高弹性索可以降低普通锚链的用量,减轻系泊系统重量.经过多次试算在满足安全性的基础上给出了最终的锚线设计形式,证明了加入高弹性索的锚线设计形式适用于漂浮式潮流电站,能够满足潮流电站在强流、大载荷等特殊条件下对锚泊系统的要求.
二、漂浮式潮流电站锚泊系统的设计和计算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、漂浮式潮流电站锚泊系统的设计和计算（论文提纲范文）
（1）竖轴双转子半潜式潮流能发电装置设计及性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 潮流能发电装置研究进展 |
| 1.2.1 国外潮流能发电装置发展现状 |
| 1.2.2 国内潮流能发电装置发展现状 |
| 1.3 潮流能利用相关水动力研究进展 |
| 1.3.1 潮流能水轮机的水动力研究进展 |
| 1.3.2 潮流能浮式载体的水动力研究进展 |
| 1.4 本文主要工作内容 |
| 第2章 海上浮式潮流能装置研究基本理论 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 竖轴水轮机运动分析理论 |
| 2.2.1 叶片运动和受力分析 |
| 2.2.2 叶轮运动和受力分析 |
| 2.2.3 无因次分析 |
| 2.3 波浪理论 |
| 2.3.1 关键要素 |
| 2.3.2 基本方程 |
| 2.3.3 线性波浪理论(Airy波) |
| 2.3.4 非线性波浪理论 |
| 2.3.5 不同波浪理论的适用范围 |
| 2.4 波浪载荷计算 |
| 2.4.1 小尺度结构物 |
| 2.4.2 大尺度结构物 |
| 2.4.3 计算方法 |
| 2.5 海流载荷计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 半潜式竖轴双转子潮流能装置基础设计 |
| 3.1 半潜式浮式基础的设计要求 |
| 3.1.1 设计要求 |
| 3.1.2 设计环境条件 |
| 3.1.3 参考规范 |
| 3.2 水轮机的设计 |
| 3.3 半潜式浮式基础的设计 |
| 3.4 系泊系统设计 |
| 3.4.1 系泊形式的选择 |
| 3.4.2 系泊系统的布置 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 潮流能装置的水轮机水动力性能计算 |
| 4.1 CFD理论 |
| 4.1.1 基本控制方程 |
| 4.1.2 雷诺时均N-S方程 |
| 4.1.3 湍流模型 |
| 4.1.4 近壁区处理方法 |
| 4.1.5 有限体积法 |
| 4.2 CFD计算有效性验证 |
| 4.3 单转子水轮机无振荡运动 |
| 4.4 单转子水轮机振荡运动 |
| 4.4.1 模型建立 |
| 4.4.2 叶尖速比的影响 |
| 4.4.3 振荡幅值的影响 |
| 4.4.4 振荡频率的影响 |
| 4.5 双转子水轮机无振荡运动 |
| 4.6 双转子水轮机振荡运动 |
| 4.6.1 模型建立 |
| 4.6.2 叶尖速比的影响 |
| 4.6.3 振荡幅值的影响 |
| 4.6.4 振荡频率的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 半潜式潮流发电装置耦合运动响应计算分析 |
| 5.1 载体的时域计算方法 |
| 5.2 载体水动力分析 |
| 5.2.1 模型建立及坐标系 |
| 5.2.2 载体的运动响应 |
| 5.2.3 附加质量和辐射阻尼 |
| 5.3 环境载荷 |
| 5.3.1 风载荷 |
| 5.3.2 流载荷 |
| 5.4 水轮机载荷拟合 |
| 5.4.1 拟合方法 |
| 5.4.2 拟合结果 |
| 5.5 运动响应预报及分析 |
| 5.5.1 工况一 |
| 5.5.2 工况二 |
| 5.5.3 工况三 |
| 5.5.4 工况四 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）潮流能装置锚系设计及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 潮流能利用国内外研究现状 |
| 1.2.1 潮流能利用国外研究现状 |
| 1.2.2 潮流能利用国内研究现状 |
| 1.3 锚泊系统国内外研究进展 |
| 1.4 本文主要工作内容 |
| 第2章 浮体水动力基本理论 |
| 2.1 浮体水动力计算数学模型 |
| 2.1.1 流场和坐标系定义 |
| 2.1.2 微幅波理论 |
| 2.2 浮体的频域计算方法 |
| 2.2.1 辐射绕射速度势求解 |
| 2.2.2 浮体的频域运动方程 |
| 2.2.3 格林函数法 |
| 2.3 浮体的时域计算方法 |
| 2.3.1 附加质量和时延函数的计算 |
| 2.3.2 浮体的时域运动方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 潮流能装置水动力计算分析 |
| 3.1 潮流能装置载体基本参数 |
| 3.2 潮流能装置载体水动力特性计算 |
| 3.2.1 水动力计算模型 |
| 3.2.2 自由运动下载体运动响应RAO |
| 3.2.3 载体的附加质量和阻尼 |
| 3.2.4 平均二阶波浪漂移力 |
| 3.2.5 振荡波激振力 |
| 3.3 水平轴水轮机水动力分析 |
| 3.3.1 基于CFD的水轮机水动力计算方法 |
| 3.3.2 数值分析方法 |
| 3.3.3 水平轴叶轮摇荡条件下水动力系数计算模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 系泊系统刚度特性多参数分析 |
| 4.1 浮式结构系泊系统静力分析 |
| 4.1.1 非弹性系泊悬链线方程 |
| 4.1.2 系泊系统整体静力分析 |
| 4.2 系泊系统刚度方程的建立 |
| 4.3 单根锚链系泊刚度多参数分析 |
| 4.3.1 单根锚链系泊模型 |
| 4.3.2 水平预张力分析 |
| 4.3.3 水深对系泊刚度影响分析 |
| 4.4 系泊系统总体系泊刚度多参数分析 |
| 4.4.1 多锚链系泊系统计算模型 |
| 4.4.2 系泊系统各自由度回复刚度分析 |
| 4.4.3 水平预张力分析 |
| 4.4.4 水深对系泊刚度影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 潮流能装置锚系设计与分析 |
| 5.1 潮流能装置锚泊系统设计依据 |
| 5.1.1 环境载荷 |
| 5.1.2 锚链强度 |
| 5.1.3 平台位移 |
| 5.2 漂浮式潮流能装置海洋环境条件 |
| 5.2.1 潮流能装置海洋环境 |
| 5.2.2 流载荷计算 |
| 5.2.3 风载荷计算 |
| 5.2.4 潮流能装置运行状态说明 |
| 5.3 锚泊系统设计方案说明 |
| 5.3.1 锚泊系统基本参数 |
| 5.3.2 纯锚链设计方案 |
| 5.3.3 组合系泊设计方案 |
| 5.4 锚泊系统初步设计结果 |
| 5.4.1 设计工况时域计算结果 |
| 5.4.2 生存工况时域计算结果 |
| 5.4.3 两种方案初步设计对比 |
| 5.5 漂浮式潮流能装置锚泊系统强度校核 |
| 5.5.1 系泊系统最大极限状态校核 |
| 5.5.2 系泊系统部分失效状态校核 |
| 5.6 锚的选取与设计 |
| 5.6.1 纯锚链方案 |
| 5.6.2 组合系泊方案 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 A 锚链规格表 |
| 附录 B AC-14大抓力锚参数表 |
（3）浮式潮流能载体与水轮机耦合运动特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 潮流能技术与装置发展现状 |
| 1.2.1 国外潮流能发展现状 |
| 1.2.2 国内潮流能发展现状 |
| 1.3 潮流能水轮机水动力研究进展 |
| 1.4 浮式结构物水动力学方法进展 |
| 1.5 本文主要工作内容与基金支持 |
| 第2章 漂浮式潮流能电站运动与水动力理论模型 |
| 2.1 浪流作用下水轮机载荷简化模型 |
| 2.2 基于CFD的水轮机载荷模型 |
| 2.2.1 水轮机二维水动力系数 |
| 2.2.2 水轮机二维水动力系数的推广 |
| 2.3 垂直圆柱体在波浪中绕射与辐射问题求解 |
| 2.3.1 辐射问题 |
| 2.3.2 绕射问题 |
| 2.3.3 波浪中自由漂浮圆柱的运动 |
| 2.4 系泊悬链线准静力模型 |
| 2.5 系泊系统等效刚度模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 漂浮式潮流能电站水动力与平均位移计算分析 |
| 3.1 水轮机与电站载体水动力系数分析 |
| 3.1.1 水轮机水动力系数分析 |
| 3.1.2 载体水动力系数分析 |
| 3.2 锚链的选取与布置 |
| 3.2.1 设计准则 |
| 3.2.2 参数确定 |
| 3.3 漂浮式系泊电站平均位移分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 漂浮式潮流能电站耦合运动频域分析 |
| 4.1 漂浮式潮流电站在波浪中运动的一般方程 |
| 4.2 潮流电站水轮机自激励运动方程频域级数解 |
| 4.3 自激励运动稳态分析 |
| 4.4 规则波中运动响应方程的频域级数解 |
| 4.5 规则波中耦合运动的频域稳态分析 |
| 4.5.1 纵荡运动分析 |
| 4.5.2 纵摇运动分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 漂浮式潮流能电站耦合运动时域分析 |
| 5.1 时域运动方程 |
| 5.2 延迟函数求解 |
| 5.3 自激励运动时域模拟 |
| 5.4 规则波中潮流电站运动时域模拟 |
| 5.5 波浪谱的选取 |
| 5.5.1 常见波浪谱 |
| 5.5.2 随机波浪的生成 |
| 5.6 不规则波中潮流电站运动时域模拟 |
| 5.6.1 计算工况设计 |
| 5.6.2 纵摇与纵荡运动时历 |
| 5.6.3 电站水平位移分析 |
| 5.6.4 水轮机叶尖出水分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）漂浮式潮流电站组合系泊系统设计分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 潮流能研究现状 |
| 1.2.1 潮流能国外研究现状 |
| 1.2.2 潮流能国内研究现状 |
| 1.3 系泊系统国内外研究现状 |
| 1.4 研究目的及主要工作内容 |
| 第2章 基础理论 |
| 2.1 浮体水动力计算的数学模型 |
| 2.1.1 流场和坐标系的定义 |
| 2.1.2 速度势的分解、控制方程及定解条件 |
| 2.2 载体的频域计算方法 |
| 2.2.1 辐射绕射问题 |
| 2.2.2 浮体频域运动方程 |
| 2.2.3 GREEN函数法 |
| 2.3 潮流电站的时域计算方法 |
| 2.3.1 附加质量和时延函数的计算 |
| 2.3.2 时域中波浪力的计算 |
| 2.3.3 浮体在波浪上的时域运动方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 水轮机与载体的水动力计算分析 |
| 3.1 潮流电站载体水动力计算 |
| 3.2 水轮机的水动力分析 |
| 3.2.1 基于CFD的水动力系数计算方法 |
| 3.2.2 数值分析方法 |
| 3.3 水轮机影响下载体的水动力分析及方法验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 弹性索对系泊系统的影响研究 |
| 4.1 基本理论 |
| 4.1.1 非弹性悬链线 |
| 4.1.2 弹性悬链线 |
| 4.2 弹性索对系泊系统的影响 |
| 4.2.1 弹性索长度对系统的影响 |
| 4.2.2 弹性索位置对系泊系统的影响 |
| 4.3 不同水深下弹性索对系泊系统的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 浮筒对系泊系统影响的研究 |
| 5.1 设计方法 |
| 5.2 浮筒外形的影响研究 |
| 5.3 不同水深下浮筒对系泊系统的影响 |
| 5.4 浮筒布置对系泊系统的影响研究 |
| 5.4.1 浮筒与平台之间的角度对平台的影响 |
| 5.4.2 浮筒与平台之间的水平距离对系泊系统的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）自适应悬浮式潮流能发电装置水动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 潮流能发电装置分类与研究现状 |
| 1.2.1 漂浮式潮流能发电装置 |
| 1.2.2 坐底式潮流能发电装置 |
| 1.2.3 桩柱式潮流能发电装置 |
| 1.2.4 悬浮式潮流能发电装置 |
| 1.3 研究内容与意义 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究意义 |
| 2 悬浮式潮流能发电装置方案设计和稳定性计算 |
| 2.1 悬浮式潮流能发电装置总体方案设计 |
| 2.2 水轮机设计 |
| 2.2.1 水轮机整体结构设计 |
| 2.2.2 水轮机叶片设计 |
| 2.3 浮体以及水轮机固定结构设计 |
| 2.3.1 主浮体设计 |
| 2.3.2 气囊及连接方式 |
| 2.3.3 水轮机固定结构选择 |
| 2.4 固定连接设计 |
| 2.5 装置姿态控制与稳定性计算 |
| 2.5.1 发电装置的重量和重心 |
| 2.5.2 发电装置的浮心和排水量 |
| 2.5.3 悬浮式发电装置的稳定性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 自适应悬浮式潮流能发电装置 CFD 分析 |
| 3.1 Fluent 概述 |
| 3.2 数学模型 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 湍流模型 |
| 3.3 物理模型和网格划分 |
| 3.4 边界条件设定和计算 |
| 3.5 计算结果分析 |
| 3.5.0 装置压力分布 |
| 3.5.1 受力分析 |
| 3.5.2 流场分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 悬浮式潮流能发电装置流固耦合分析 |
| 4.1 流固耦合分析基础 |
| 4.1.1 流固耦合基础 |
| 4.1.2 ANSYS 流固耦合分析 |
| 4.2 悬浮式潮流能发电装置单向流固耦合研究 |
| 4.2.1 湍流模型 |
| 4.2.2 实现耦合方法 |
| 4.3 计算结果分析 |
| 4.3.1 流场分布 |
| 4.3.2 发电装置表面压力分布 |
| 4.3.3 发电装置应力分布 |
| 4.3.4 发电装置的变形量 |
| 4.3.5 预应力模态分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 自适应悬浮式潮流能发电装置模型试验 |
| 5.1 实验目的 |
| 5.2 实验设备 |
| 5.2.1 试验水槽 |
| 5.2.2 自适应悬浮式潮流能发电装置试验模型 |
| 5.3 试验方案 |
| 5.3.1 装置上浮下潜可行性验证试验方案 |
| 5.3.2 水轮机之间距离试验方案 |
| 5.3.3 水轮机旋转方向试验方案 |
| 5.4 试验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文主要研究工作 |
| 6.2 本文不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 学术成果 |
（6）潮流能电站载体的水动力性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| Contents |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 潮流能技术开发利用现状 |
| 1.2.1 国外潮流能技术发展的状况 |
| 1.2.2 国内潮流能利用开发情况 |
| 1.3 锚泊系统的研究现状 |
| 1.3.1 锚泊系统的分类 |
| 1.3.2 锚泊系统研究现状 |
| 1.4 本文研究内容及方法 |
| 第2章 潮流能电站的选型和稳性计算 |
| 2.1 潮流能电站选型方案 |
| 2.2 潮流能电站的稳性计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 水轮机工作载荷 |
| 3.1 水轮机流体动力特性的计算方法 |
| 3.1.1 动量理论 |
| 3.1.2 旋涡理论 |
| 3.2 水轮机叶片的受力与运动 |
| 3.2.1 运动坐标系 |
| 3.2.2 叶片受力分析 |
| 3.2.3 无量纲参数 |
| 3.3 求解诱导速度 |
| 3.3.1 动能定理 |
| 3.3.2 单盘面—多流管模型 |
| 3.4 CFD 软件介绍 |
| 3.5 数值计算 |
| 3.5.1 模型建立 |
| 3.5.2 水轮机受力分析结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 电站平台的受力及运动响应计算 |
| 4.1 浮体在规则波中运动的三维频域势流理论 |
| 4.1.1 流场假定及坐标定义 |
| 4.1.2 分布源积分方程的建立和求解 |
| 4.1.3 面元法 |
| 4.1.4 运动微分方程 |
| 4.2 数值算例 |
| 4.2.1 SESAM 软件介绍 |
| 4.2.2 模型建立 |
| 4.2.3 潮流能电站载体的水动力系数 |
| 4.2.4 潮流能电站载体的运动响应 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 锚泊系统设计分析的基本原理 |
| 5.1 环境载荷与运动 |
| 5.1.1 风载荷 |
| 5.1.2 海流载荷 |
| 5.1.3 谱分析法与波浪载荷 |
| 5.1.4 波频运动 |
| 5.1.5 低频运动 |
| 5.2 锚泊系统的静力分析 |
| 5.3 锚泊系统的动力分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 锚泊系统初步设计与分析 |
| 6.1 锚泊系统设计 |
| 6.1.1 环境载荷 |
| 6.1.2 设计标准 |
| 6.1.3 锚泊系统方案设计说明 |
| 6.2 数值计算 |
| 6.2.1 计算模型及参数 |
| 6.2.2 仿真结果与分析 |
| 6.2.3 改进后的锚泊系统 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（7）潮流电站系泊系统运动响应及载荷分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 潮流能转换装置及研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 系泊系统设计计算研究现状 |
| 1.3.1 国外系泊系统研究成果 |
| 1.3.2 国内系泊系统研究成果 |
| 1.4 锚泊线及其强度估算公式 |
| 1.4.1 锚泊线的成分 |
| 1.4.2 锚泊线重量及其断裂强度的估算 |
| 1.4.2.1 锚链 |
| 1.4.2.2 钢缆 |
| 1.4.2.3 化纤缆 |
| 1.5 不规则波中浮体运动响应求解方法简介 |
| 1.5.1 设计波法 |
| 1.5.2 设计谱法 |
| 1.5.3 时域模拟法 |
| 1.6 本文主要工作内容 |
| 第2章 浮体和水轮机水动力系数及载荷 |
| 2.1 水动力计算理论 |
| 2.1.1 载体运动势流理论 |
| 2.1.2 载体水动力计算方法 |
| 2.1.3 水轮机水动力导数计算模型 |
| 2.2 水动力计算结果 |
| 2.2.1 载体参数及网格划分 |
| 2.2.2 载体水动力 |
| 2.2.3 水轮机水动力导数 |
| 2.3 浮体流载荷 |
| 2.4 浮体风载荷 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 系泊浮体在波浪中运动方程及谱分析方法 |
| 3.1 运动方程 |
| 3.2 谱分析法原理 |
| 3.3 响应谱的求解方法 |
| 3.4 浮体位移及系泊力峰值 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 系泊系统平衡位置及计算方法研究 |
| 4.1 坐标系 |
| 4.2 系泊线动力学基本方程 |
| 4.2.1 系泊线微元受力分析 |
| 4.2.2 运动矢量方程 |
| 4.2.3 运动标量方程 |
| 4.3 系泊线静态平衡方程及求解方法 |
| 4.3.1 二维静态平衡方程 |
| 4.3.2 二维静态方程的求解及验证 |
| 4.3.2.1 二维静态方程的数值解 |
| 4.3.2.2 验证 |
| 4.3.3 三维静态平衡方程 |
| 4.4 系泊线张力与链端位置拟合关系 |
| 4.5 浮体多点系泊系统刚度方程的建立 |
| 4.6 多点系泊浮体运动平衡位置计算方法 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 潮流电站运动响应及系泊力数值计算 |
| 5.1 垂直面内单链电站系统的运动及其耦合 |
| 5.1.1 一阶波浪力作用下电站运动响应 |
| 5.1.1.1 电站平衡位置 |
| 5.1.1.2 电站单自由度及耦合运动纵荡RAO |
| 5.1.1.3 电站垂直面耦合运动对纵荡运动的影响分析 |
| 5.1.2 一阶波浪力作用下电站系泊力 |
| 5.1.2.1 系泊力计算结果 |
| 5.1.2.2 系泊力结果分析 |
| 5.2 多点系泊电站系泊线受力特征 |
| 5.2.1 系泊力随流速及波浪谱峰频率的变化规律 |
| 5.2.1.1 系泊力计算结果 |
| 5.2.1.2 系泊力计算结果分析 |
| 5.2.2 AQWA软件计算及对比分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）一种新型漂浮式潮流能装置水动力研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 潮流能特点与分布 |
| 1.2.1 潮流能特点 |
| 1.2.2 潮流能分布 |
| 1.3 研究进展 |
| 1.3.1 潮流能装置研究进展 |
| 1.3.2 水平轴水轮机水动力研究进展 |
| 1.3.3 漂浮式装置锚泊系统研究进展 |
| 1.4 问题的提出 |
| 1.5 工作内容 |
| 1.6 论文创新点 |
| 第2章 漂浮式潮流能装置总体研究 |
| 2.1 装置的型式 |
| 2.1.1 环境因素 |
| 2.1.2 结构形式 |
| 2.1.3 主尺度 |
| 2.2 载体的稳性 |
| 2.2.1 理论基础 |
| 2.2.2 稳性计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 水平轴水轮机性能试验研究 |
| 3.1 试验目的 |
| 3.2 实验原理与测试方法 |
| 3.2.1 实验原理 |
| 3.2.2 测试方法 |
| 3.3 试验设备和装置 |
| 3.3.1 试验设备 |
| 3.3.2 试验装置 |
| 3.3.3 试验模型 |
| 3.4 试验内容及结果分析 |
| 3.4.1 来流速度的影响 |
| 3.4.2 来流方向的影响 |
| 3.4.3 载荷结果分析 |
| 3.5 样机实验测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 水平轴水轮机水动力性能数值研究 |
| 4.1 水轮机基本原理 |
| 4.1.1 能量计算 |
| 4.1.2 流体特性 |
| 4.2 水轮机三维数值模拟方法 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.2.3 边界条件设置 |
| 4.2.4 湍流模型影响 |
| 4.2.5 求解器影响 |
| 4.3 水轮机三维数值模拟有效性 |
| 4.4 单转子水轮机水动力干扰研究 |
| 4.4.1 流向对叶轮水动力特性的影响 |
| 4.4.2 支撑结构与叶轮相互干扰特性分析 |
| 4.5 双转子水轮机特性分析 |
| 4.5.1 初始相位分析 |
| 4.5.2 效率分析 |
| 4.5.3 受力分析 |
| 4.5.4 流场速度分布 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 浮式载体水动力性能数值研究 |
| 5.1 理论基础 |
| 5.1.1 线性运动微分方程 |
| 5.1.2 规则波中定解条件 |
| 5.1.3 附加质量 |
| 5.1.4 一阶水动力 |
| 5.1.5 二阶水动力 |
| 5.2 计算模型 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 一阶波浪力 |
| 5.3.2 二阶定常力 |
| 5.3.3 一阶运动响应 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 弹性锚泊系统设计方法研究 |
| 6.1 锚泊系统的系泊方式 |
| 6.1.1 悬链线系泊方式 |
| 6.1.2 张紧式系泊方式 |
| 6.1.3 弹性索系泊方式 |
| 6.2 悬链线静力求解方法 |
| 6.2.1 基本方程 |
| 6.2.2 不考虑水流作用与系泊线弹性 |
| 6.2.3 考虑水流作用与系泊线弹性 |
| 6.2.4 系泊线有限元模型及方程的求解 |
| 6.3 锚泊系统设计 |
| 6.3.1 环境参数 |
| 6.3.2 设计准则 |
| 6.3.3 系统设计 |
| 6.3.4 水深对锚泊系统的影响 |
| 6.3.5 不同弹性索长度的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（9）基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置水动力性能试验研究与数值预报（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 能源供应需求 |
| 1.1.2 环境保护需求 |
| 1.1.3 沿海及海岛社会经济发展需求 |
| 1.1.4 基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置水动力性能研究的必要性 |
| 1.2 潮流及潮流能介绍 |
| 1.2.1 潮流运动的特性 |
| 1.2.2 潮流能的储量与分布 |
| 1.3 基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置开发现状 |
| 1.4 竖轴水轮机的开发与研究现状 |
| 1.4.1 竖轴水轮机的结构形式与分类 |
| 1.4.2 竖轴水轮机的开发现状 |
| 1.4.3 竖轴水轮机水动力性能研究现状 |
| 1.5 漂浮式载体的开发现状 |
| 1.6 系泊研究概况 |
| 1.6.1 系泊分类 |
| 1.6.2 系缆的组成 |
| 1.6.3 系泊试验研究 |
| 1.6.4 系泊理论研究 |
| 1.7 论文主要工作内容 |
| 1.8 论文创新点 |
| 第2章 漂浮式潮流发电装置系泊试验方法与设计 |
| 2.1 相似条件 |
| 2.2 试验模型 |
| 2.2.1 双体船模型 |
| 2.2.2 水轮机模型 |
| 2.2.3 模型连接设计 |
| 2.3 重心及转动惯量的测量与调整 |
| 2.3.1 重心位置的测量与调整方法 |
| 2.3.2 转动惯量的测量与调整方法 |
| 2.3.3 重心及转动惯量测量与调整装置的设计开发 |
| 2.4 系泊模拟 |
| 2.4.1 系泊架 |
| 2.4.2 系缆 |
| 2.5 仪器设备 |
| 2.6 测量与布置方案 |
| 2.6.1 系缆全组成及布置 |
| 2.6.2 姿态航向仪布置 |
| 2.7 系泊架的安装与系缆预张力调节 |
| 2.8 试验工况 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 漂浮式潮流能发电装置系泊试验研究 |
| 3.1 组合模型衰减特性及分析 |
| 3.1.1 自由衰减 |
| 3.1.2 系泊衰减 |
| 3.2 均匀流条件下系泊试验研究及分析 |
| 3.2.1 系缆拉力响应特性及分析 |
| 3.2.2 组合模型姿态响应及分析 |
| 3.2.2.1 横倾与横摇及分析 |
| 3.2.2.2 纵倾与纵摇及分析 |
| 3.2.2.3 偏向角与艏摇及分析 |
| 3.2.3 其他试验现象及分析 |
| 3.3 均匀流条件下水轮机转与不转时的比较试验研究 |
| 3.3.1 系缆拉力响应比较及分析 |
| 3.3.2 组合模型姿态响应比较及分析 |
| 3.3.3 侧向位移比较及分析 |
| 3.4 规则波环境下的系泊试验研究及分析 |
| 3.4.1 波高和波长-载体模型长度比对模型载荷的影响及分析 |
| 3.4.2 波高和载体-模型长度比对模型运动的影响及分析 |
| 3.5 不规则波环境下的系泊试验研究及分析 |
| 3.5.1 海浪谱的模拟 |
| 3.5.2 系缆的拉力响应 |
| 3.5.3 组合模型的摇动响应 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 漂浮式潮流发电装置总体性能研究的基本理论 |
| 4.1 水轮机流力数值模拟 |
| 4.1.1 基本控制方程 |
| 4.1.2 RANS方程 |
| 4.1.3 湍流模型 |
| 4.1.4 近璧区处理方法 |
| 4.1.5 离散方法 |
| 4.1.6 自由变偏角的模拟 |
| 4.2 频域分析理论 |
| 4.2.1 坐标系定义 |
| 4.2.2 线性速度势 |
| 4.2.3 一阶波浪力 |
| 4.2.4 平均波浪漂移力 |
| 4.2.5 二阶波浪力传递函数矩阵 |
| 4.3 锚链静力分析基本理论 |
| 4.3.1 锚链的三种状态 |
| 4.3.2 静力分析法 |
| 4.4 时域耦合分析理论 |
| 4.4.1 时域运动方程 |
| 4.4.2 流力的确定 |
| 4.4.3 波浪力确定 |
| 4.4.4 水轮机载荷的耦合处理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 漂浮式潮流发电装置总体性能研究 |
| 5.1 水轮机流载荷数值模拟 |
| 5.1.1 网格划分 |
| 5.1.2 计算设置 |
| 5.1.3 水轮机受力结果及其数据拟合 |
| 5.1.4 附加质量和阻尼计算 |
| 5.2 频域水动力分析 |
| 5.2.1 建模和网格划分 |
| 5.2.2 计算结果及分析 |
| 5.3 系泊方案及系泊系统受力分析 |
| 5.3.1 环境载荷 |
| 5.3.2 系泊方案 |
| 5.3.3 系泊系统静力分析 |
| 5.4 时域耦合计算结果及分析 |
| 5.4.1 锚链张力响应 |
| 5.4.2 运动响应 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 带浮筒的漂浮式潮流发电装置总体性能研究 |
| 6.1 浮筒及其布置 |
| 6.1.1 浮筒 |
| 6.1.2 浮筒的布置 |
| 6.2 锚链 |
| 6.2.1 水平链 |
| 6.2.2 悬链 |
| 6.3 时域耦合计算及分析 |
| 6.3.1 锚链拉力 |
| 6.3.2 运动响应 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
四、漂浮式潮流电站锚泊系统的设计和计算（论文参考文献）
- [1]竖轴双转子半潜式潮流能发电装置设计及性能分析[D]. 李炳强. 哈尔滨工程大学, 2018(12)
- [2]潮流能装置锚系设计及应用研究[D]. 董春明. 哈尔滨工程大学, 2018(12)
- [3]浮式潮流能载体与水轮机耦合运动特征研究[D]. 孙驰. 哈尔滨工程大学, 2016(02)
- [4]漂浮式潮流电站组合系泊系统设计分析[D]. 李辉. 哈尔滨工程大学, 2016(02)
- [5]自适应悬浮式潮流能发电装置水动力学研究[D]. 高文山. 中国海洋大学, 2014(02)
- [6]潮流能电站载体的水动力性能分析[D]. 陈鸶鹭. 江苏科技大学, 2014(03)
- [7]潮流电站系泊系统运动响应及载荷分析[D]. 张欣欣. 哈尔滨工程大学, 2014(03)
- [8]一种新型漂浮式潮流能装置水动力研究[D]. 荆丰梅. 哈尔滨工程大学, 2013(11)
- [9]基于竖轴水轮机的漂浮式潮流发电装置水动力性能试验研究与数值预报[D]. 马勇. 哈尔滨工程大学, 2013(11)
- [10]潮流发电装置弹性锚泊设计[J]. 郭小天,张亮. 应用科技, 2013(03)