摆式波浪能发电装置的时域分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻，开发清洁可再生能源成为可持续发展的重要途径。

波浪能作为一种储量巨大、分布广泛的可再生能源，具有巨大的开发潜力。

摆式波浪能发电装置作为一种极具发展前景的波浪能利用方式，具有结构简单、可靠性高、对生存环境要求低等优点，近年来受到国内外学者的广泛关注。

2. 本选题国内外研究状况综述

波浪能发电技术的研究近年来取得了显著进展，摆式波浪能发电装置作为一种重要的技术路线，受到了国内外学者和企业的广泛关注。

国内方面，学者们在摆式波浪能发电装置的水动力学性能、发电系统设计以及控制策略等方面开展了大量研究工作。

例如，上海交通大学的研究团队针对一种摆式波浪能发电装置进行了水动力学性能分析，并通过模型试验验证了理论模型的准确性。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将以摆式波浪能发电装置为研究对象，建立精确可靠的时域分析模型，分析波浪参数、装置结构参数和发电系统参数对装置性能的影响规律。

主要内容包括以下几个方面：
1.摆式波浪能发电装置数学模型的建立阐述装置的结构组成和工作原理，建立波浪力、摆体运动和发电系统的数学模型。

2.时域分析方法的选择和应用选择合适的微分方程数值求解方法对装置的运动方程进行求解，并建立状态空间模型，为控制策略的研究奠定基础。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研：查阅国内外相关文献，了解摆式波浪能发电装置的研究现状、发展趋势以及关键技术，为研究方向的确定和研究方法的选择提供参考。

2.理论建模：根据摆式波浪能发电装置的结构特点和工作原理，建立波浪力模型、摆体运动模型和发电系统模型，推导出描述装置运动和能量转换过程的数学方程。

3.数值模拟：利用matlab等数值计算软件，编写程序对装置的运动方程进行数值求解，并分析不同参数对装置性能的影响规律。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.采用时域分析方法对摆式波浪能发电装置进行研究，相较于传统的频域分析方法，能够更准确地描述装置的非线性运动和能量转换过程，揭示装置的动态特性。

2.建立了考虑发电系统影响的摆式波浪能发电装置耦合动力学模型，能够更真实地模拟装置在实际工作环境下的运行状态，为装置的设计优化提供更可靠的理论依据。

3.通过模型试验验证了所建立的时域分析模型的准确性和可靠性，并对试验结果进行了深入分析，揭示了波浪参数、装置结构参数和发电系统参数对装置性能的影响规律。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 刘伟,李伟,张建民,等. 基于cfd的摆式波浪能发电装置捕能性能研究[j]. 海洋工程, 2021, 39(1): 8.

2. 李雪芹,王树杰,任佐皋,等. 漂浮式摆翼波浪能发电装置水动力性能数值研究[j]. 海洋工程, 2021, 39(2): 136-145.

3. 马天辉,李雪芹,王树杰,等. 漂浮式摆翼波浪能发电装置水动力响应时域分析[j]. 中国造船, 2020, 61(3): 75-87.