谈系泊面向新型波浪压电换能装置论述建模与

论文导读：出了动力学方程,求解了整个体系的运动响应，分析了弹簧刚度、阻尼板尺寸对体系能量输出的影响,进一步计算了波浪周期、波高对体系能量输出的影响；分析了装置的整机换能效率,在波高H=1.8m,阻尼板尺寸L=1.8m,弹簧刚度k=400N/m的条件下装置总计效率为

2.05%。罪后,为波浪压电换能装置设计了系泊体系,系泊线的分析采取悬链线模型,简

摘要：近年来,随着海洋资源不断被开发,无线传感网技术在海洋监测中发挥着巨大的意义。但无线传感网节点较多,且分布范围很广,造成了能量供给的困难。本论文提出了一种新型的波浪能压电发电装置,并对其主要结构进行了建模分析,分析了装置的主要参数对压电双晶梁产能的影响。首先,提出了一种基于阻尼板式的波浪压电换能装置。初级换能采取点吸收式结构,中间换能采取机械式结构,次级换能采取旋转压电发电机的形式；旋转压电发电机内部采取圆周阵列压电双晶梁的布局,采取无接触永磁激励的模式激励压电悬臂梁产生振动,装置整体结构简单。其次,采取基于线性势流论述的边界元法求解波浪压电换能装置的水动力不足。利用WAFDUT1.4程序求解意义在浮体上的一阶波浪力,浮体的辐射阻尼与附加质量；采取Morison公式计算阻尼板所受的流体阻尼力；分析了带有旋转夹角的永磁铁之间意义力的计算办法。再次,建立了主要包括振荡浮子—阻尼板、齿轮齿条、旋转压电发电机的论述模型,得出了动力学方程,求解了整个体系的运动响应，分析了弹簧刚度、阻尼板尺寸对体系能量输出的影响,进一步计算了波浪周期、波高对体系能量输出的影响；分析了装置的整机换能效率,在波高H=1.8m,阻尼板尺寸L=1.8m,弹簧刚度k=400N/m的条件下装置总计效率为2.05%。罪后,为波浪压电换能装置设计了系泊体系,系泊线的分析采取悬链线模型,简介了系泊体系的设计流程：对系泊体系分别进行了静态分析和动态分析,分析对比了不同数目的系泊线对垂荡响应、装置产能的影响,在无系泊线、单根系泊线、两根系泊线的模式下,振荡浮子阻尼板之间的相对运动只有轻微的差异,由此压电双晶梁产生的能量差异也很小。关键词：波浪能论文无线传感网论文旋转压电发电机论文边界元法论文系泊体系论文
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Abstract5-7
目录7-9
1 绪论9-17

1.1 课题背景及作用9-10

1.2 波浪能使用技术近况10-15

1.2.1 波能使用技术概述10-14

1.2.2 波浪压电换能技术的探讨近况14-15

1.3 本文的主要工作15-17

2 阻尼板式波浪压电换能装置17-22

2.1 波浪压电换能装置的结构17-19

2.2 波能装置的工作原理19-20

2.3 初级换能装置的实验验证20-21

2.4 本章小结21-22

3 波能装置的水动力学分析论述与计算22-36

3.1 波浪论述介绍22-27

3.

1.1 液体表面波的基本方程22-24

3.

1.2 微幅波论述24-27

3.2 求解波浪与振荡浮子水动力不足的边界元法27-33
3.

2.1 格林公式27-28

3.

2.2 波浪对海工结构物的意义28-31

3.

2.3 浮体在波浪意义下的运动响应31-33

3.3 初级换能装置的水动力学计算33-35

3.1 程序简介33-34

3.2 振荡浮子的波浪力与水动力系数的计算34-35

3.4 本章小结35-36

4 波浪压电换能装置的建模与性能分析36-50

4.1 波能装置的动力学模型及方程36-37

4.2 阻尼板的流体意义力37-38

4.3 旋转压电机的受力分析38-41

4.

3.1 永磁意义力的计算38-40

4.

3.2 压电悬臂梁的能量输出模型40-41

4.4 装置参数对装置换能的影响41-45

4.1 阻尼板尺寸44

4.2 弹簧刚度44-45

4.5 波浪参数对装置换能的影响45-47

4.5.1 波高分析45-46

4.5.2 波周期分析46-47

4.6 波能装置的换能效率47-48

4.7 本章小结48-50

5 波浪压电换能装置的系泊体系设计50-62

5.1 系泊体系的分类50-52

5.

1.1 系泊体系类型50-51

5.

1.2 系泊模式51-52

5.2 系泊体系的设计流程52-53
5.

2.1 系泊体系的基本设计流程52-53

5.

2.2 系泊体系设计常用的环境标准53

5.3 系泊体系的分析53-61
5.

3.1 悬链线论述53-55

5.

3.2 系泊体系的设计与静态分析55-58

5.

3.3 系泊体系的动态分析58-61

5.4 本章小结61-62
结论62-64
参考文献64-68
攻读硕士学位期间发表学术论文状况68-69
致谢69-70