【摘 要】
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探索海洋是一项长期、庞大而艰难的工作。为了实现对海洋环境的大范围长期探索、获得海洋大数据源同时节约成本,一些科学家将目光转向海洋能,开始了对海上海洋能的应用研究,并发明了以海洋能作为主要能源的海洋能驱动平台。但仅利用一种海洋能驱动的驱动平台工作时间短且作业范围较小,实用性较差,无法满足未来对海上平台作业时间长、作业范围大的要求。因此研发一款能同时搭载多种自然能捕获装置的海洋能驱动平台就显得尤为迫切
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51779052、52071097）； 黑龙江省优秀青年基金项目（YQ2020E026）；
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探索海洋是一项长期、庞大而艰难的工作。为了实现对海洋环境的大范围长期探索、获得海洋大数据源同时节约成本,一些科学家将目光转向海洋能,开始了对海上海洋能的应用研究,并发明了以海洋能作为主要能源的海洋能驱动平台。但仅利用一种海洋能驱动的驱动平台工作时间短且作业范围较小,实用性较差,无法满足未来对海上平台作业时间长、作业范围大的要求。因此研发一款能同时搭载多种自然能捕获装置的海洋能驱动平台就显得尤为迫切。本文考虑自然能捕获装置与载体耦合作用,建立利用多种自然能推进的海洋能驱动平台动力学模型,并以此预报给定自然条件下的海洋能驱动平台推进性能。本论文对海洋能驱动平台的耦合设计方法和水动力性能进行分析研究,具体工作如下:（1）建立风光能输入模型,将风光能采集与利用效率参数化。考虑海洋能驱动平台工作地域光照与风向风速情况,合理设计能量捕获装置,为后续能量捕获装置与船体总体的耦合优化打下基础。（2）建立海洋能驱动平台水动力模型。基于水池波浪推进试验数据,利用CATIA、STAR-CCM+等设计与计算软件进行自然能捕获装置结构优化。基于多体运动学方程,利用重叠网格技术模拟海洋能驱动平台与波浪翼板整体运动,建立波浪翼板布置形式与推进性能关系。（3）进行多种海洋能捕获装置的优化设计。兼顾最大化能量收集效率与实际艇体主尺度限制以及因能源捕获装置而增加的航行阻力变化,实现驱动平台与海洋能共融的系统耦合优化设计。（4）进行海洋能驱动平台样机的水池试验。系统模型仿真完成后搭建缩尺比模型并进行水池航行试验,通过对比样机自航试验数据和仿真计算结果来验证设计方案可行性与仿真结果的可靠性。
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