叶片形状对径向式透平波浪发电效率的影响

从后弯管的实验数据出发,设计4个透平,以研究叶片形状对径向式透平用于波浪能发电时转换效率的影响。通过数值分析方法得到4个透平在稳定流动中的性能参数,结果表明4个透平的性能相接近。基于稳定流动计算结果,使用准稳态方法分析4个透平在不稳定流动中的性能,结果表明由于存在反向流动现象,4个透平在不稳定流中的效率存在很大差异。后弯管空气透平的设计不仅要考虑效率,还要考虑反向流动时产生的扭矩。

适合航行的变体水柱系统波浪转换特性实验研究

针对现有波浪能技术存在成本高、生存性差等问题,本文研究一种具有航行潜质的变体水柱波浪能转换系统,它由浮力舱、垂直管、水平管、闸门等组成,通过闸门改变振荡水柱的长度和形状,改变航行阻力,实验研究了水柱的长度和形状变化、气流做功方式对系统转换特性的影响,并提出一套量化标准对系统的转换特性进行评价。水槽实验表明:模型规则波下最高俘获宽度比达到了154.6%,随机波下最高俘获宽度比达到了97.0%;规则下闸门打开的模型的俘获宽度比大概是闸门关闭模型俘获宽度比的1/2,随机波下闸门打开模型的俘获宽度比大概是闸门关闭模型俘获宽度比的3/4。

振荡型波浪能转换装置中两种优化方法研究

该文基于线性波理论,从载体在波浪中的运动方程出发,以两种不同的优化角度推导了波能装置输出能量最大时的表现形式,最后以圆柱体作为波浪能转换的载体分析了两者方法的差异。数值计算表明在同一水深下,波能装置浮体的水线面决定了波能装置最优转换效率的趋势,而吃水深度决定了波能装置可达到的最大转换效率;对波能装置参数优化后运动在共振点的波能装置其转换效率并不是最大,而优化后的最大转换效率并不发生在共振点上。

基于城市道路数据库的最短路径搜索

在智能交通的导航/动态路线诱导系统中,最短路径搜寻是其重要功能.根据城市交通路网建设的实际,研究了描述城市交通网络图的城市道路数据库的组织结构.在此数据结构的基础上依靠GIS技术的支持,采集了大量具体道路信息,采用Dijkstra算法实现了快速最短路径搜索.根据城市的交通状况对交通网络图的边值赋予不同的权值可实现最优路径搜寻.给出了在广州市电子地图上搜索的一个实例:一个包含61个交通路口的最短路径搜索结果的搜索时间约为2.2s.

10kW漂浮点吸收直线发电波力装置

点吸收式是目前世界上发展较多、转换效率较高的一种波浪能利用技术,介绍我国自主研发的一台10 kW漂浮点吸收波浪能直线发电装置。该装置主要由4 m直径蝶形振荡浮子、6 m直径水下阻尼板、1 t重直线发电机组成,整个装置漂浮在海面上,是一个钢结构体。装置外形为煤油灯形,采用共振聚波和阻尼匹配技术提高装置的转换效率,有效发电时间不受来波方向和潮位的影响,针对构成装置的不同材料采用不同的防腐技术提高装置的整体抗海水腐蚀能力,采用下潜方式躲避台风打击,采用蓄能技术提高锚泊系统抗走锚和断链能力。直线发电机是一个圆筒型结构体,具有较高的转换效率和防海水腐蚀能力。发电装置进行了实海况试验,为后续的研究工作提供了相关经验。

复杂圆柱型波能装置能量转换特性研究

针对波能装置转换效率优化问题,基于线性规则波理论和粘性阻尼建立了复杂圆柱形振荡浮子的一维运动方程,从而得到了振荡浮子的固有频率和阻尼因素表达式,并推导了最佳阻尼和最佳弹簧下波能装置的最优转换效率表达式.研究中采用分离变量法得到了整个无限区域的势函数表达式及振荡浮子附加质量、阻尼系数和波浪激励力表达式.数值计算发现,在某些工况和波浪频率下,振荡浮子的阻尼系数为负值,理论上说明波能装置有发生尖锐共振的条件,此时波能装置将吸收无穷多的波浪能量.

基于波浪能的蓄能稳压独立发电系统仿真

在波力电站中采用蓄能稳压方式把不稳定波浪能输入转换为稳定的能量输出是一种新的设想,实现这一设想的系统主要由能量输入系统、液压系统、发电系统和自动控制系统等组成。文中首先对系统进行数学建模及计算机仿真,然后在实物模型基础上,采用变频器驱动电动机方式模拟海洋波浪能的不稳定输入,系统控制方式采用增量式PID算法。计算机和物理模型仿真的结果表明,该系统实现了把不稳定的能量输入转换为稳定的电能输出,其系统的设计思想可直接应用于真实系统的设计。

波浪能独立稳定发电自动控制系统

波力电站采用独立稳定工作方式,在边远海区或海岛上有广泛的应用前景。自动控制系统是实现波力电站独立稳定工作的关键设备之一。文中介绍了独立稳定波力电站的组成和原理,给出自动控制系统的构成、工作原理、硬件和软件设计。自动控制系统的实际应用效果表明,波力电站把不稳定的波浪能输入转换成稳定的电能输出,并实现了能量采集系统的优化控制和在线充电。

基于GIS城市机动车尾气扩散迁移研究

中国城市大气污染日趋严重 ,汽车尾气污染所占比重越来越大。交通、道路、管制及气候条件等是影响城市机动车尾气排放的主要因素。本文根据机动车尾气研究的实际 ,研究了专题 G IS数据库结构 ,并以广州为例 ,建立了基于 GIS的城市机动车尾气扩散迁移预报系统 。

改进型中心管模型能量转换性能试验及样机设计

为了提高中心管振荡水柱波浪能利用技术能量转换效率,基于新的认识和目前常用的2.4米导航灯标,对中心管尾部设计了三种模型并在造波水槽中进行能量转换性能试验。试验结果表明:直管型中心管俘获宽度比最高达到了70.25%,但通频带宽度窄;加长喇叭口型中心管略好于喇叭口型中心管;在喷咀比为0.02条件下,加长喇叭口型中心管浮体有较高双峰俘获宽度比,波峰为40.0%,波谷为31.6%,通频带宽,为随机波下高效转换创造了条件。最高俘获宽度比和双峰通频带特性实验数据结果都优于历史文献值。根据试验数据对一些适合小型海洋仪器供电的样机进行了设计,设计的样机具有较高的性价比。

双浮体自由垂向振荡响应特性

双圆柱体系统在波能装置和防波构件中得到应用,该系统是一个多自由度受迫阻尼振荡系统,阻力和激励力都来自于波浪力。本文采用线性波理论和特征函数展开皮配法,在平面入射波条件下,求解了双圆柱体垂荡运动辐射速度势和圆柱体固定不动时的绕射速度势,推导了附加质量、阻尼系数、波浪激励力表达式,列出了浮体垂荡运动微分方程。最后讨论了下浮体尺度及位置对系统响应特性的影响。数值计算表明无论下浮体尺度及位置如何变化,它只影响到浮体垂荡响应在低频端的值,下浮体的振幅值总是小于入射波的振幅值,而且它在一个较窄的频率范围内从较大的值很快变化接近于零。下浮体半径与上浮体半径之比的变化不仅影响到两个浮体的响应幅值,而且也影响到曲线的变化趋势;两浮体距离的变化对曲线的变化趋势影响不大,但对曲线的幅值有影响;下浮体厚度的变化只少许改变了响应曲线的幅值。

柱对称双浮子波能装置散射问题的解析方法

通过构造绕射势特解的一种新表达式,基于特征函数展开法提出了线性入射波作用下柱对称双振荡浮子波能装置散射问题的一种新的表达式,并在此基础上计算了垂向波浪激励力.从速度势的求解过程可知,绕射势和辐射势的计算量相当,但垂向波浪激励力的计算比采用Haskind关系方法简单得多,两种方法的结果一样.另外对不同工况下垂向波浪激励力的变化趋势进行了分析.

柱形地形上单浮体的辐射和散射问题

在有限水深、同轴但半径大于或等于浮体半径的圆柱体障碍物地形条件下 ,基于特征函数展开法 ,推导了垂直放置的圆柱形浮体由于波的辐射和散射作用所表现的动力学和运动学特征表达式 ,涉及浮体做垂荡、横荡和横摇运动所产生的辐射势 ,以及在入射波的作用下 ,由于浮体固定不动而产生的散射势 ,并推导了激励力、附加质量和阻尼系数表达式。采用与同轴、同半径圆柱体障碍物地形上单浮体水动力学特性相比的方式和激励力计算两种方法验证了推导的表达式 。

沉箱上单浮体流体动力学问题的解析方法

在有限常水深、同轴同半径圆柱体沉箱条件下,基于特征函数展开法,推导了垂直放置的圆柱形浮体在水波作用下所受到流体作用力表达式.涉及了浮体做垂荡、纵荡和纵摇运动相关联的辐射势,以及在入射波的作用下由于浮体固定不动而相关联的绕射势.还推导了激励力、附加质量和阻尼系数表达式,采用同平底单浮体运动条件相比和激励力计算的两种方法的方式验证了推导的表达式.最后分析了沉箱高度对浮体运动的特有影响,在算例范围内沉箱的高度对垂荡、纵摇运动的影响较大,对纵荡运动的影响较小.

自航气动式振荡水柱波浪能发电船技术

介绍中国自主发展的自航气动式振荡水柱波浪能发电船技术。发电船由一个船型浮力舱、一个水平管、一个垂直管、空气透平和发电机组成。在长1.2 m、宽0.51 m的模型进行水槽实验,结果表明在规则波下俘获宽度比最高可达104.07%,在随机波下最高俘获宽度比为82.4%。基于该模型按相似原则设计多种型号的发电船,其中一艘样机装机功率1 kW,主体长5.2 m、宽2.3 m,质量4.5 t,在深圳大亚湾海域进行试验,可实现装置的波浪发电和航行。

后弯管波浪能利用技术及样机设计

分析总结了目前世界上发展的后弯管波浪能利用技术。历史资料表明,水槽规则波模型实验俘获宽度比最大值达到了79.1%,水池规则波实验最高值达到172.8%,而且都呈现较宽的通频带。水池随机波实验俘获宽度比平均值最高为52%。后弯管技术表现出优良的波浪能量转换特性。基于前期的研究基础,经过对模型的改进和水槽规则波实验,研究发现模型从波浪能到气动功率的俘获宽度比最高值达到了99%,远超过历史文献最好值79.1%。样机设计表明,基于后弯管技术发展的波浪能利用装置具有良好的经济性。

波浪能独立稳定电站负载抗冲击性研究

采用蓄能稳压方式把不稳定能量的输入转换为稳定能量的输出是保证可再生能源发电质量和提高能量转换效率的一种有效方法,波力电站采用该方法实现了独立稳定发电。波浪能的波动性及蓄能稳压系统的特点导致了波力电站发电的间歇性和开始发电时电压的冲击性,这些特点决定了负载配置的特殊性。文章论述了具有抗冲击性负载系统的设计思想、实现方法和试验结果。实际海况试验结果表明,该系统有效地避开了发电机的尖峰电压,不仅实现了对白炽灯的正常供电,还实现了对蓄电池的正常充电。

我国中性大气折射对GPS测量影响特点及其修正新模式的初步研究

在高精度的ＧＰＳ测量中，中性大气是一重要影响因素，依据三个地方的控空气象塑料，采用三次样条插值法，研究中性大气对ＧＰＳ测量影响的范围及特点，比较了国际上普遍采用的模型－－Ｈｏｐｆｉｅｌｄ模型的修正精度，最后提出了一种新的修正方法。

后弯管模型多环节能量转换特性实验研究

后弯管(BBDB)技术从波浪能到电能的转换要经过多个环节,为提高后弯管技术能量转换性能,对一种新型的后弯管技术多环节阻尼形式展开了实验研究。水槽实验研究表明,在气流单向做功条件下,规则波下俘获宽度比(CWR)峰值为113.7%,随机波下CWR峰值为81.9%,而在气流双向做功时,规则波下CWR峰值为138.6%,随机波下CWR峰值为94.0%;相对于简单气孔阻尼模型,带有导叶、叶轮和发电机元件阻尼的试验模型的CWR稍高于简单纯气孔模型,两者CWR曲线变化的趋势接近。

大气层对GPS信号传播影响的规律之探讨──关于广州地区大气层对GPS系统定位定时影响问题研究之二

大气层对ＧＰＳ信号的传播有时间延迟作用，时廷将影响ＧＰＳ系统的定位和定时精度，且随气象因素的变化而变化．本文根据３年有关的气象资料，采用大气指数模型分析了广州地区大气层随昼夜变化、季节变化和太阳活动变化对ＧＰＳ信号传播时延影响的变化规律．分析得知，在信号垂直传播时，大气层对ＧＰＳ信号传播的影响，用距离表示．最大时为２．６９１ｍ，最小时也会产生１．９９３ｍ的误差；如果信号斜传播，误差因仰角因素将更大．