和发展物质基础之，能源开发利用促进了人类文明发展和进步，同时也引发了大量环境问题,生态环境不断恶化，例如二氧化碳等温室气体大量排放导致日益严峻全球气候变化在我国煤炭资源消耗严重，加上近几年机动车辆使用量剧增，导致空气中含量大增，形成了严重雾霾天气。自工业革命以来,人类社会对能源需求不断上升，特别是近几十年来，在短缺社会效益驱动下，煤炭石油天然气等化石能源遭到人类过度开采，造成了严重能源危机。据世界能源统计年鉴版显示，石油仍是全球主导性燃料，占全球能源消费，世界已探明石油储量年为万亿桶,按照目前开采速度可供开采年。按照同样方式计算，世界已探明煤炭储量可供开采年世界已探明天然气储量可供开采年。为了应对能源危机，解决环境问题，人类社会将目光投向了可再生能源。各国政府也开始积极地寻找清洁可再生能源来改变目前能源利用结构，走可持续能源发展道路，制定了鼓励和支持可再生万方数据,万方数据目录引言绪论课题背景波浪能资源分析波浪能发电技术研究进展本章小结及课题研究内容波浪能利用基本原理微幅波基本理论波浪压强与能量计算波浪对浮子作用力计算本章小结漂浮型波浪能发电装置设计波浪能俘获机构设计波浪能转换机构设计发电机额定输出电路设计漂浮型波浪能发电装置组成本章小结漂浮型波浪能发电装置试验研究造波机工作原理及组成波浪能发电装置试验系统波浪能发电装置试验分析本章小结总结与展望本文总结研究展望参考文献后记附录攻读硕士学位期间发表学术论著与参与科研项目万方数据三峡大学硕士学位论文引言随着社会经济飞速发展，能源需求与日俱增，次性能源枯竭及环境恶化成为各国面临重要问题。因此，可再生清洁能源开发利用成为世界各国对能源研究重要共识。海洋中蕴藏着丰富潮汐能波浪能温差能盐差能及海流能等多种形式能源，其中波浪能以机械能形式出现，是利用品味最高海洋能，且储量丰富，大部分海域能流密度适于开发，是可再生能源发展条重要途径。目前波浪能发电技术主要基于两种原理种是利用浮体在波浪运动作用下振荡运动，将波浪能转换为机械能另种是利用波浪爬升运动将波浪能以水势能形式储存。国内外所研制波浪能发电装置按照工作原理及结构形式可分为振荡水柱式振荡浮子式和越浪式三种。国外著名波浪能发电装置有英国荷兰阿基米德装置丹麦等。国内波浪能发电装置研究起步较晚，现有波浪航标灯广州波浪电站及青岛摆式发电装置等。总体上，目前波浪能发电装置发电效率较低生存可靠性不足而且适应海域范围较小，故波浪能发电技术开发利用具有广阔研究发展空间。我国在波浪能开发利用方面与国际上尚存在定差距。为此，研制了套多节段漂浮型波浪能发电试验装置，进步地探究波浪能发电原理，为波浪能发电装置开发积累经验。万方数据三峡大学硕士学位论文绪论课题背景能源是人类社会赖以生存和发展物质基础之，能源开发利用促进了人类文明发展和进步，同时也引发了大量环境问题,生态环境不断恶化，例如二氧化碳等温室气体大量排放导致日益严峻全球气候变化在我国煤炭资源消耗严重，加上近几年机动车辆使用量剧增，导致空气中含量大增，形成了严重雾霾天气。自工业革命以来,人类社会对能源需求不断上升，特别是近几十年来，在短缺社会效益驱动下，煤炭石油天然气等化石能源遭到人类过度开采，造成了严重能源危机。据世界能源统计年鉴版显示，石油仍是全球主导性燃料，占全球能源消费，世界已探明石油储量年为万亿桶,按照目前开采速度可供开采年。按照同样方式计算，世界已探明煤炭储量可供开采年世界已探明天然气储量可供开采年。为了应对能源危机，解决环境问题，人类社会将目光投向了可再生能源。各国政府也开始积极地寻找清洁可再生能源来改变目前能源利用结构，走可持续能源发展道路，制定了鼓励和支持可再生顾明浩,谭祺,石世宁,訚耀保摆式海洋波浪发电原理与事例流体传动与控制−欧洲专利号邱大洪波浪理论及其工程应用,北京海洋出版社,许肖梅海洋技术概论北京北京科技出版社−蒋德才海洋波动动力学,青岛青岛海洋大学出版社−李远林波浪理论及波浪载荷,广州华南理工大学出版社,竺艳蓉海洋工程波浪力学,天津天津大学出版社,邱大洪波浪理论及其工程应用,北京海洋出版社,王凌宇海洋浮子式波浪发电装置结构设计及试验研究大连理工大学,汪洋电动伺服冲箱式造波机功率匹配研究华中科技大学,王焕文,王殿卿种电动冲箱式造波机研制华中科技大学学报−张瑞波,王收军,朱国良伺服电机驱动式水槽造波机系统设计机械设计−麦考密克海洋波浪能转换,许适译,广州能源研究所李玉成,腾斌海浪对海上建筑物作用,北京海洋出版社,万方数据三峡大学硕士学位论文黄祥鹿,陆鑫森海洋工程流体力学及结构动力响应,上海上海交通大学出版社,任建莉,钟英杰,张雪梅,徐璋海洋波能发电现状与前景浙江工业大学学报−万方数据三峡大学硕士学位论文后记三年研究生生活即将结束,回忆过往点点滴滴,充满了快乐,也经历过彷徨。这三年宝贵时光,我成长了不少,对生活有了更深理解,种种经历对未来都是宝贵财富。感谢关心爱护和帮助过我人们,感谢你们陪伴和照顾。感谢三峡大学,在这我度过了人生中最美好七年,严谨学风优美安静校园环境和融洽氛围必定会让我怀念。所进行研究工作是在导师方子帆教授精心指导和深切关怀下完成。在攻读硕士期间，是导师宽广视野渊博学识敏锐洞察力严谨科研态度高效务实工作作风以及朴实谦虚平易近人人格魅力给了我深深启迪，令我受益匪浅，使我终生难忘。在此，我特别向我导师方子帆教授表达诚挚谢意和崇高敬意。在论文完成过程中，得到了课题组何孔德老师热心帮助，在与他交流和讨论过程中，我受益匪浅浅，在此向他表示衷心感谢，同时向机械与动力学院领导和老师们表示谢意。在学习工作过程中，周刚李辉高术朱陈等同学，对我课题工作也给予了极大支持与帮助。在论文遇到困难时，和他们讨论也使我受益匪浅。在此，向他们表示由衷感谢！还要感谢我父母家人深切厚爱和如既往鼓励与支持，我取得每点进步都离不开他们关心与帮助。在本人学业得以顺利完成之际，对他们感谢和深情难以言表，我定以终身予以回报。此外，还要衷心地感谢在百忙之中参与论文评阅和答辩各位教授专家。最后，感谢母校三峡大学对我培养。万方数据三峡大学硕士学位论文附录攻读硕士学位期间发表学术论著与参与科研项目发表学术论文方子帆，马振豪，高术，何孔德，杨伟，方婧多节漂浮型机械式波浪能发电装置研制太阳能学报录用待发审稿方子帆，李辉，马振豪固支圆管低速横向冲击变形响应研究三峡大学学报,方子帆，肖华攀，吴德新，马振豪，周刚，何孔德混合增压排气机理研究及结构设计第届全国结构工程学术会议论文集,专利多边漂浮型波浪能发电装置申请号管道自动行走装置申请号组合式联轴器申请号伸缩式拉线采集装置申请号参与科研工作研究所项目波浪发电装置模型加工结题。研究所项目车门可靠性测试系统设计结题。万方数据三峡大学硕士学位论文指导教师学科系主任院分管领导万方数据种漂浮型波浪能发电试验装置设计与研究作者马振豪学位授予单位三峡大学引用本文格式马振豪种漂浮型波浪能发电试验装置设计与研究学位论文硕士,分类号密级公开硕士学位论文种漂浮型波浪能发电试验装置设计与研究学位申请人马振豪学科专业机械设计及理论指导教师方子帆教授二四年四月万方数据,万方数据三峡大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得成果，除文中已经注明引用内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过作品成果。对本文研究做出重要贡献个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明法律后果由本人承担。学位论文作者签名日期万方数据内容摘要在当今世纪，能源危机与环境问题成为世界各国共同关注两大热点，在应对解决道路上，人类社会把目光共同投向了可再生能源。波浪直以来被人们视作具有破坏性，但同时蕴藏着丰富可再生能量，成为全球可再生能源开发领域研究重点之。针对目前国内外波浪能发电技术发展现状，为了进步探究波浪能发电原理，研制了款适应不同波长漂浮型波浪能发电试验装置，为波浪能开发利用积累经验。论文主要研究内容如下综述了全球能源和环境危机全球和我国波浪能储备与分布情况。介绍了国内外波浪能发电技术研究进程，对波浪能发电装置基本工作原理进行分类分析，列举出相应典型应用装置，并对其优缺点及应用场合进行了比较。采用微幅波浪理论建立了波浪运动数学模型，对波浪中水质点运动速度和加速度变化规律以及波浪运动主要参数间关系进行了推导。根据波形函数和波浪速度推导出波浪作用下水中压强分布以及波浪能表达式。在此基础上，采用假定法，对四种常用几何浮体垂直波浪力进行推导计算，为课题波浪能装置设计做好理论准备。提出种漂浮型波浪能发电试验装置设计方案，该装置由多节圆柱浮筒变向增速机构发电机以及整流稳压电路等部分组成。分析了该发电装置工作原理，介绍了其结构组成。根据确定性波浪运动规律，设计了多节漂浮型波浪能俘获机构结构和参数由波浪能俘获机构运动特点，设计了由曲柄摇杆及齿轮增速机构组成变向增速机构，实现了波浪运动转换为旋转机械运动由发电机输出规律，设计了桥式整流稳压电路，实现了稳态直流电输出。介绍了伺服冲箱式造波机工作原理及其组成。设计并搭建了该波浪能发电试验装置试验系统，并设定不同人造波浪参数进行发电效率试验。在试验装置初始设置参数条件下，建立了装置浮筒起伏运动方程吃水深度方程和波浪力方程，进行了运动和受力分析。经试验分析，该试验装置在匹配人造波浪条件下整机发电效率为，非匹配人造波浪条件下整机发电效率为。关键词波浪能波浪发电漂浮型整流稳压电路试验装置万方数据万方数据