基于浮式防波堤的波浪能装置水动力特性和台架实验研究的开题报告.docx

基于浮式防波堤的波浪能装置水动力特性和台架实验研究的开题报告
一、研究背景与意义
随着全球能源需求的不断增长，寻找替代传统能源的新型能源成为了当前亟待解决的问题。波浪能作为可再生能源的一种，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。近年来，国内外学者已对波浪能的开发和利用进行了一系列研究。其中，基于浮式防波堤的波浪能装置由于其良好的波浪能收集效率和稳定性，成为近年来研究热点之一。
浮式防波堤波浪能装置由浮式防波堤和波浪能装置组成，可以通过浮式防波堤来抵抗波浪的冲击和减小波浪对波浪能装置的干扰，从而提高波浪能的利用效率。但是，该装置的水动力特性对其波浪能获取效率具有重要影响，因此需要进行相关的研究。
本研究旨在通过对基于浮式防波堤的波浪能装置的水动力特性与台架实验进行研究，为波浪能的利用提供理论与实践基础。
二、研究内容
本研究将分为两个部分进行研究：
1.基于CFD模拟的浮式防波堤波浪能装置水动力特性研究
该部分将采用计算流体力学（CFD）方法，对浮式防波堤波浪能装置的水动力特性进行数值模拟研究。具体内容包括：
（1）浮式防波堤波浪能装置的建模
根据实际情况，将浮式防波堤、波浪能装置等模块进行建模。采用ANSYS等软件进行计算。
（2）浮式防波堤波浪能装置的运动特性和流场分析
通过模拟计算，研究浮式防波堤波浪能装置在波浪作用下的运动特性和流场状况，分析水动力学行为和波能利用效率。
（3）不同参数对水动力特性的影响
通过改变输入条件和模型结构等参数，研究不同参数对水动力特性的影响，如壁面形态、波高、波长等。
2.基于台架实验的浮式防波堤波浪能装置效率与性能研究
该部分将采用实验的方式，对浮式防波堤波浪能装置的效率和性能进行研究。具体内容包括：
（1）波浪能装置的设计和制造
根据研究要求，设计制造一套波浪能装置。
（2）波浪能装置的实验平台设计
建立波浪能装置的实验平台，通过对测量数据的记录及实时监测，研究装置的性能表现。
（3）实验数据采集与分析
在实验中对波浪能装置的发电功率、效率等指标进行数据采集，并通过分析数据，探究波浪能装置的性能及其影响因素。
三、研究意义
本研究具有一定的理论和实践意义：
1.通过计算模拟和实验验证的方法，可以研究和分析基于浮式防波堤的波浪能装置在水动力学行为、波能利用效率和型号设计等方面的问题，为波能发电设备的优化设计提供依据。
2.本研究可以为推广浮式防波堤波浪能装置在海洋开发中的应用提供一定的理论和实践依据，为我国海洋能源开发提供新的技术支持和发展方向，促进能源产业的可持续发展。
四、参考文献
[1]王凤鸿,穆尚英,刘玉辉.海洋波浪能研究进展[J].科技导报,2013,31(35):8-13.
[2]王飞,刘文兴,李志军.基于浮式防波堤的波浪能收集装置的数值模拟[J].岩土工程学报,2015,37(S1):46-51.
[3]王健,张瑞庆,刘世红.基于泻湖水面波能的双液层海洋热能发电系统优化设计[J].海洋电子工程,2018,38(1):20-23.