振荡浮子波浪能发电装置主浮体及系泊系统动力特性研究的任务书.docx

振荡浮子波浪能发电装置主浮体及系泊系统动力特性研究的任务书
任务书
中文标题：振荡浮子波浪能发电装置主浮体及系泊系统动力特性研究
英文标题：ResearchontheDynamicCharacteristicsofMainFloatandMooringSystemofOscillatingBuoyWaveEnergyConverter
一、研究背景
随着非化石能源的需求与替代燃料的日益受到重视，波浪能作为一种新兴的可再生能源正受到越来越多的关注。其具有资源丰富、稳定可靠等优点。振荡浮子波浪能发电装置作为目前研究最广泛的一种波浪能利用方式，一直备受关注。
在振荡浮子波浪能发电装置中，主浮体与系泊系统是最为重要的组成部分。主浮体对波浪响应的特性影响着波浪能转化效率，系泊系统则是保障设备安全运行的重要保障。因此，研究主浮体与系泊系统动力特性对于振荡浮子波浪能发电装置的设计、优化和运行具有重要意义。
二、研究内容
1.主浮体动力学特性研究
(1)建立主浮体姿态稳定控制动力学模型；
(2)进行波浪响应试验，测量主浮体在不同波浪条件下的振动特性；
(3)分析不同条件下主浮体的响应特性，探讨主浮体结构参数对响应特性的影响。
2.系泊系统动力学特性研究
(1)建立系泊系统动力学模型；
(2)进行系泊系统稳定性试验，测量系泊系统在不同波浪条件下的响应特性；
(3)分析不同条件下系泊系统的响应特性，探讨系泊系统结构参数对响应特性的影响。
3.主浮体与系泊系统协同作用特性研究
(1)建立主浮体与系泊系统协同作用动力学模型；
(2)进行主浮体与系泊系统联合试验，研究主浮体与系泊系统协同作用特性；
(3)分析不同条件下主浮体与系泊系统协同作用的响应特性，探讨两者结构参数协同作用对响应特性的影响。
三、研究意义
(1)研究主浮体动力学特性，探讨不同结构参数对响应特性的影响，进一步优化主浮体设计，提高波浪能转换效率。
(2)研究系泊系统动力学特性，探讨不同结构参数对响应特性的影响，提高波浪能转换效率和设备安全运行的保障能力。
(3)研究主浮体与系泊系统的协同作用特性，为振荡浮子波浪能发电装置的设计、优化和运行提供理论基础和技术支撑。
四、研究方法及技术路线
本研究将采用数值分析、试验研究和理论分析相结合的方法，具体技术路线如下：
1.根据振荡浮子波浪能发电装置的特点，综合采用ANSYS、FLUENT等数值计算软件进行主浮体和系泊系统的动力学模型建立与计算分析。
2.针对不同波浪条件下的主浮体响应和系泊系统响应特性，设计试验方案，进行试验研究，并采用传感器测量设备的响应特性。
3.根据实验数据和数值模拟结果，分析主浮体和系泊系统的动力学特性和协同作用特性，探讨结构参数对响应特性的影响，为进一步优化设备设计提供依据。
五、拟达成的主要研究成果
1.建立主浮体和系泊系统的动力学模型，并通过实验和数值分析，研究主浮体和系泊系统的响应特性和结构参数对响应特性的影响规律。
2.研究主浮体和系泊系统的协同作用特性，并探讨结构参数协同作用对响应特性的影响规律。
3.提出优化方案，为振荡浮子波浪能发电装置的设计、优化和运行提供理论基础和技术支撑。
六、研究计划与预算
1.研究时间：2022年1月-2023年12月（24个月）
2.预算：
项目经费500万元，其中设备购置费用150万元，材料费用80万元，劳务费用180万元，差旅费用20万元，其他费用70万元。
七、研究团队
1.项目组长：某大学教授
2.项目组成员：
（1）某大学副教授
（2）某大学副教授
（3）某研究所高级工程师
（4）某研究所高级工程师
八、参考文献
[1]刘远杰,蔡慧琴,于永斌,等,振荡浮子波浪能发电系统的研究进展,海洋技术,2017,36(4):30-37.
[2]IslamMR,TingDS-K.Areviewonfloatingoffshoreconverterforrenewableenergy.RenewSustainEnergyRev,2014,34:337-353.
[3]HeW,WangH,HuangY.Floatingoffshoreconvertersystem:partI–Dynamicmodelingandstabilityanalysis.RenewEnergy,2013,55:409-417.
[4]HeW,WangH,HuangY.Floatingoffshoreconvertersystem:partII–Controldesignandsimulation.RenewEnergy,2013,55:418-427.
[5]张炳松,韦勇,陈旭,等.静浮式振荡波浪能转化装置设计与研究进展.国外电力,2017,38(1):7-12.