利用船舶横摇运动的能量捕获装置数值模拟研究

来源 :青岛科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ygs850723
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
愈来愈多的航行商船在为国际贸易带来便利的同时也导致了化石燃料消耗量和船舶排放污染物的增加,为此降低船舶污染物排放量和寻找可再生能源变得尤为重要。当航行船舶遭遇风浪时,船舶发生剧烈的横摇运动使得船体蕴含着丰富的机械能。为了捕获船体的机械能设计了一种安装在船舶上的发电装置,该装置通过捕获船体机械能从而实现航行商船对波浪能的间接回收和利用。使用Solid Works软件绘制出装置的结构示意图;结合5万吨级油船介绍了装置工作原理;以MATLAB软件作为仿真计算平台,根据船舶横摇运动和装置中滑块的运动规律建立了二者耦合数学模型;利用Newmark-Beta方法求解了滑块运动的质量-阻尼-弹簧模型。通过仿真计算得到了装置捕获功率、装置中滑块重力侧分力、滑块角位移、滑块线速度等数据。在给定条件中计算不同弹簧刚度(K)和系统阻尼系数(C)组合对装置能量捕获效果的影响,结果显示当K=300N/m、C=32N/(m/s)时装置平均功率最大为177W;探究了装置中滑块质量和装置轨道半径对能量捕获效果的影响,在一定轨道半径范围内,装置最大发电功率对应的滑块质量不变;另外,船舶横摇周期和横摇角度对装置功率有较大影响,相同横摇周期条件下更大的横摇角度的船舶对应的装置平均功率更大;在船舶横摇周期是7.5~10s时装置平均功率相对较大。最后,通过仿真计算讨论了装置在实际海况中的能量捕获效果。
其他文献
天然橡胶是人类社会生活中不可或缺的一种高分子材料,以其良好的耐磨性、可塑性、耐酸碱性、抗疲劳性等性能被应用于各个领域中,并在其中发挥着极其重要的作用。但天然橡胶的物理性能无法满足实际应用中的各种需求,因此需要在橡胶配方中添加各种补强材料,以提高复合材料的综合性能及成品使用性能。短纤维添加到橡胶材料中既可保留天然橡胶的高弹性,又能发挥短纤维的补强性能,并且短纤维在橡胶基体中经过取向,可以充分发挥其各
学位
随着21世纪的到来,经济水平的快速增长,使得我国经济总量稳居世界排名的第二位。尤其是以创新为主要驱动力的中国制造业,凭借着国内庞大的内需市场和完备的工业体系,作为全球制造业的中坚力量,成为当之无愧的“世界工厂”。国家大力地宣扬和推崇“工匠精神”,其目的是保持我国在制造业范畴中、全球市场范围内的领先地位。因此,我们要采取一定的措施和方法保有一支技能成熟、人员稳定的技术工人队伍。但随着近年来哈尔滨市属
学位
在当前“放管服”改革的背景下,我国政府积极协调政府与市场的相互作用,推进职能转变,以发挥市场的决定性作用和政府的宏观统筹作用。经过2018年的机构改革,国家市场监督管理总局正式组建成立,通过重新进行机构设置,整合现有市场监管职能,把质量监督、工商管理、食药监管、价格监管、反垄断执法的职能进行结构性调整,进一步消除了行政壁垒,维护公平竞争,促进商品和要素资源自由流动,体现着我国政府新时代职能转变的特
学位
随着智能手机产业的快速发展,近几年智能手机产量快速增长,为人们的生产、生活、娱乐提供了巨大的方便,但由此也产生了大量的废旧手机。目前对于淘汰下来的废旧手机没有一个妥当的处理方法。为解决废旧手机带来的环境和资源问题,在废旧手机拆解的理论和硬件方面进行了相关研究。具体工作如下:(1)根据传统有向图和与或图的特点提出了改进混合图,根据改进混合图提出了改进混合图拆解模型,该拆解模型可以生成既包含零件也包含
学位
天然胶乳作为一种不可或缺的高分子材料广泛应用在各个领域。生活中使用的医用手套等乳胶制品就是由天然胶乳制备而成的,医用手套与病毒和细菌接触的几率较大,为了减少传染的概率,就必须提高天然胶膜的致密性,减少孔隙的出现。因此,制备高致密性的天然胶乳复合膜的研究目前已成为了乳胶制品行业重要的研究方向。本课题提出了一种层层硫化堆积的思路来制备高致密性的天然胶乳复合膜的方法,此方法减少了复杂的工艺步骤和硫化时间
学位
数字技术催生了出版的新业态,媒介融合态势不断加深,数字阅读应运而生,出版业也在供需矛盾之中谋求着新的平衡,传统图书逐渐朝着数字化、网络化转型,出版商也开始向着智慧服务、平台经营发展。千百年来传统图书中所蕴含的“良好的积极意象”也顺延至数字图书之中,作为一种象征资本发挥着掩盖经济资本转化与权力运作的中介性功用。文章依托社会学家布尔迪厄的场域理论进行全局性的观照,借用传媒学家约翰·汤普森出版场的概念对
学位
营商环境优化在进口贸易的创新发展和贸易方式优化中发挥着重要作用。考察了营商环境优化影响进口贸易及其方式的机制、效应和异质性表现。结果显示:营商环境优化能够促进总体进口贸易以及一般贸易方式下的进口和加工贸易方式下的进口,且对一般贸易进口的促进作用更大;营商环境优化通过降低进口成本促进进口贸易发展。进一步研究发现:营商环境优化会促进贸易自由度较高城市的进口贸易,在贸易自由度较低城市则不显著,硬环境改善
期刊
近年来,气动系统因具有工作效率高、安全低成本等优势在工业自动化领域应用广泛。气动系统的工作状况复杂多变,往往需要传感器等低电功耗元件进行检测。本文利用压电材料提出一种新式压电俘能器,可将气动系统换向时产生的压力冲击俘获,用于低电功耗元件的蓄能或自供能。本文的主要工作内容如下:(1)介绍了本课题的研究意义,分别对国内外常用压电材料、悬臂梁式俘能和高压气体俘能的研究现状进行了阐述,并提出了本文的主要工
学位
气候变化是全人类都要面对的全球性问题,大量的温室气体排放,持续的温度上升,使人类不得不正视和重视这项巨大挑战。2016年由178个国家签署的《巴黎协定》对2020年后全球应对气候变化作出了统一部署,明确了本世纪后半叶实现碳排放动态归零的目标。相较于一直备受关注的电力、工业等高强度耗能行业,农业领域的碳中和问题未受到广泛关注。事实上,农业既是较为主要碳排放源,也蕴含着丰富的碳汇系统。因此,在这一宏观
学位
镍基合金具有高强度、耐腐蚀、化学性质稳定等优异性能,在工业领域中应用广泛。但其在孔的加工中会出现切削力大、切削温度高以及刀具磨损严重等问题,是典型的难加工材料,而超声振动辅助钻削是解决金属难加工材料钻孔问题一种有效的特种加工方法。本文对超声振动辅助钻削加工理论进行了研究,并选择Inconel718镍基高温合金,对其进行超声振动辅助钻削加工仿真与实验研究。本文的主要工作如下:(1)对超声振动辅助钻削
学位