潮流能发电装置海上测试平台设计与研究

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全球海洋能开发步伐不断加速,而潮流能以其储量大,分布广,获取方式多样等优势成为最有发展前景的海洋能源之一。近年来,国家大力发展清洁能源产业,资金和科技重心逐步向海洋能产业转移。目前我国已经研制出众多潮流能发电装置,海试是潮流能发电装置从工程样机走向规模化产业化应用的关键环节。为了节约海试成本、提高海试准确性,迫切需要建立潮流能发电装置海上测试平台以测试发电装置的发电效率与稳定性。本论文对国内外潮流能开发利用现状进行分析,针对潮流能测试平台做进一步研究。首先根据潮流能测试平台的设计需求与地理环境限制确定潮流能检测平台的桩基础尺寸与形式,并对平台各主要部件作出设计;通过验证“东海大桥桩柱波流力物理模型试验”,说明AQWA软件计算结果较准确,其计算出的潮流能发电装置海上测试平台的整体受力数据真实可靠;然后,基于ANSYS前处理建模系统、AQWA水动力软件及三维势流理论对潮流能发电装置海上测试平台的整体结构进行数值模拟研究,计算出测试平台在四种工况下的受力情况,对潮流单独作用与波流联合作用下受力情况进行对比;利用ANSYS软件计算桩体在该地质水文环境下所受位移、应力情况;按照规范对桩基的轴向许用载荷与水平抗拔许用应力进行计算校核。计算结果符合预期且均在安全范围之内,整体结构稳定可靠。本文研究表明,双桩式潮流能发电装置海上检测平台能够满足测试机组的工作要求,可作为一种潮流能发电装置海上测试平台建设的可行方案。同时,为日后建设此类平台的研究工作提供参考价值。
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