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作者:韩新洋;周松林;陈卫星;
单位:上海交通大学机械与动力工程学院;上海交通大学机械与振动全国重点实验室;上海交通大学海洋装备研究院;上海长兴海洋实验室;
摘要:陀螺波浪能发电装置作为一种内置式波浪能发电设备,具备良好的适应性和高可靠性,适用于为海上运动平台提供持续的能源供给。然而,现有的陀螺波浪能发电装置在实现净功率输出方面存在挑战,相关研究尚不完善,亟需改进装置设计并完善理论分析。设计了可自加速的新型陀螺波浪能发电装置实物系统,通过原理样机和陆上模拟激励平台对动力学模型和发电能力进行验证。为提升模型的准确度,考虑了飞轮空气阻力的影响,采用拉格朗日法建立了纵摇激励下陀螺波浪能发电装置的完整动力学模型。通过实验对装置进行参数辨识,构建了完整的仿真计算模型,对装置的运动特性进行了深入分析。通过陆上模拟激励实验模拟无人船纵摇运动,验证了实验数据与仿真结果的一致性,证明了所建立的动力学模型及仿真方法的准确性。实验测得装置的最大发电功率为0.88 W,针对功率较低的问题进行了深入分析,提出了相应的改进措施。结果表明,该陀螺波浪能发电装置的动力学模型与仿真计算能够较好地模拟实验工况,为后续优化分析提供了可靠依据,同时发电功率仍有提升空间,需进一步优化设计。
关键词:波浪能转换器;;陀螺;;波浪发电;;纵摇