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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳若禔
研究生(外文):Wu, Jo-Ti
論文名稱:洋流渦輪機之繫纜系統動態分析
論文名稱(外文):Dynamic Analysis of Mooring Line System for an Ocean Current Turbine
指導教授:陳建宏陳建宏引用關係
指導教授(外文):Chen, Jiahn-Horng
口試委員:邱逢琛鍾承憲陳建宏
口試委員(外文):Chiu, Forng-ChenChung, Cheng-HsienChen, Jiahn-Horng
口試日期:2018-06-28
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:系統工程暨造船學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:計算流體力學洋流渦輪機錨鍊系統
外文關鍵詞:CFDCurrent TurbineMooring Line
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黑潮能源開發為現今臺灣重要的課題,目前臺灣已有洋流渦輪機的開發,在臺灣附近海域嚴苛的環境下,要如何讓洋流渦輪機穩定地在水下運轉,這就是洋流能源開發的核心技術之一,本研究以國立臺灣大學及國立臺灣海洋大學所共同開發之浮游式黑潮發電渦輪機系統作為模型,探討此機組在不同錨鍊系統下的動態平衡以及運動狀態。
本研究中使用數種商業軟體輔助計算,其中系統阻力係數藉由ANSYS FLUENT 進行計算;系統水動力係數使用WAMIT所計算;系統動態以及纜繩張力利用OrcaFlex進行計算,而其他相關參數,像是渦輪機推力與系統升力則是以特定程式及實驗數據求得。
本研究中探討不同錨鍊系統下,浮游式黑潮發電渦輪機系統的動態平衡以及運動狀態,根據模擬結果顯示,纜繩的粗細對系統穩定有重大的影響,纜繩直徑若小於特定值就會導致系統不穩定。不同副纜繩數量之系統有不一樣的系統運動,甚至連自然頻率都有所差異。纜繩的形式對系統的運動而言也是一重要之因素。
In Taiwan, the development of Kuroshio Energy is an important issue. At present, Taiwan has developed ocean current turbines. How to make ocean current turbines operate stably under water in the harsh environment around Taiwan is the core technology of ocean current energy development. In this study, the Floating Kuroshio Turbine system which developed by National Taiwan University and National Taiwan Ocean University is used as a model to explore the dynamic balance and motion state of the unit under different anchor chain systems.
Several commercial software-assisted calculations were used in this study, the system drag coefficient was calculated by ANSYS FLUENT; the system hydrodynamic coefficient was calculated using WAMIT; the system dynamics and cable tension were calculated using OrcaFlex, and other relevant parameters, such as turbine thrust And system lift is obtained from specific programs and experimental data.
In this study, the dynamic balance and motion state of Floating Kuroshio Turbine system under different anchor chain systems are discussed. According to the simulation results, the thickness of the cable has a significant impact on the stability of the system. If the diameter of the cable is less than a certain value, the system will be Unstable. Systems with different numbers of secondary cables have different system motions, even natural frequencies. The form of the cable is also an important factor in the motion of the system.
摘要 I
Abstract II
目次 III
表次 VI
第 1 章 緒論 1
1.1前言 1
1.2黑潮概述 1
1.3渦輪機 2
1.4錨鍊系統動力研究 2
1.5產業現況 3
1.6研究動機與論文架構 5
第 2 章 理論與數值方法 7
2.1系統受力分析與統御方程式 7
2.2數值方法 8
2.3流體動力 9
2.3.1 附加質量 9
2.3.2 阻力 11
第 3 章 FKT系統及環境模型 13
3.1浮游式黑潮發電渦輪機 13
3.1.1 主要尺寸與規格 13
3.1.2 附加質量 14
3.1.3 系統阻力 15
3.1.4 轉子推力與翼型浮體動升力 16
3.2系統動態模擬 17
3.2.1 纜繩配置 17
3.2.2 纜繩材質 18
3.3環境模擬時軸 19
第 4 章 模擬結果 21
4.1纜繩粗細之效應 21
4.2副纜繩系統的效應 25
4.3波浪效應(線性波) 30
4.4纜繩形式之效應 34
4.5波浪效應(不規則波) 37
第 5 章 結論 47
參考文獻 49
[1] Jacobson, M. Z., & Delucchi, M. A. “Providing all global energy with wind, water, and solar power, Part I: Technologies, energy resources, quantities and areas of infrastructure, and materials,” Energy Policy, 39(3), 1154-1169. (2011)
[2] Taiwan Power Company. From the Word Wide Web: http://www.taipower.com.tw/index.htm
[3] Chen, F. “Kuroshio power plant development plan,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14(9), 2655-2668. (2010).
[4] 郭瑞濤、陳政宏,地球科學概論,新學識文教出版中心,pp. 251-252,臺灣, 1994。
[5] Bedard, R. Overview: EPRI Ocean Energy Program, The Possibilities in California. Electric Power Research Institute, Palo Alto, CA, USA. (2006).
[6] 唐宏結,海上養殖箱網錨碇措施研究,國立中山大學,臺灣高雄,2003。
[7] Walz, M., Boy, R., & May, D. NDBC Mooring Design Manual. US Dept. of Commerce, NOAA, National Weather Services, NDBC, Hattiesburg, MS, USA. (1989).
[8] VanZwieten, J., Driscoll, F. R., Leonessa, A., & Deane, G. “Design of a prototype ocean current turbine—Part I: mathematical modeling and dynamics simulation,” Ocean Engineering, 33(11), 1485-1521. (2006).
[9] VanZwieten, J., Driscoll, F. R., Leonessa, A., & Deane, G. “Design of a prototype ocean current turbine—Part II: flight control system,” Ocean Engineering, 33(11), 1522-1551. (2006).
[10] Cribbs, A.R. “Model analysis of a mooring system for an ocean current turbine testing platform,” M.S. thesis, Florida Atlantic University, Boca Raton, Florida, USA. (2010).
[11] Cribbs, A.R. & J.H. VanZwieten, “Global numeric analysis of a moored ocean current turbine testing platform,” Oceans, Seattle, OR, USA. (2010)
[12] Rho, Y.-H. Jo, C.-H. & Kim, D.-Y. “Optimization of mooring system for multi-arrayed tidal turbines in a strong current area,” Proc. ASME 33rd Int. Conf. Ocean, Offshore and Arctic Eng., San Francisco, CA, USA. (2014).
[13] Tsao C.C. & Feng, A.H. “Motion Model and Speed Control of the Cross-Stream Active Mooring System for Tracking Short-Term Meandering to Maximize Ocean Current Power Generation,” J. Mech., 1-15, (2017).
[14] Takagi, K. Waseda, T. Nagaya, S. Niizeki, Y. & Oda, Y. “Development of a floating current turbine,” Oceans, Hampton Roads, VA, USA, 2012.
[15] Shibata, M. Takeda, K. & Takagi, K. “Mooring and power cable system for current turbine,” Oceans, San Diego, CA, USA. (2013).
[16] Strain, A. “Sea change for energy generation,” BBC. Retrieved 2008-07-10.
[17] GEM - the “Ocean’s Kite” Horizontal axis marine turbine
[18] Minesto Company. From the Word Wide Web : https://minesto.com/our-technology
[19] NEDO Company. From the Word Wide Web : https://www.nedo.go.jp/ugoki/ZZ_100615.html
[20] 張致瑋,20kW 級浮游式黑潮發電渦輪機流體動力分析,國立台灣大學,臺 灣臺北,(2013)
[21] 施旻玫,千瓦級浮游式黑潮發電渦輪機參數化設計及水動力性能之分析,國 立台灣大學,臺灣臺北,(2015)
[22] 林筱瑜,浮游式黑潮渦輪機發電機佈放與回收模擬之研究,國立臺灣大學, 臺灣臺北,(2015)
[23] 王威翔,20kW 級浮游式黑潮發電渦輪機轉子葉片設計研究,國立臺灣大學, 臺灣臺北,(2014)
[24] 王世雲,應用基因演算法改進洋流渦輪機葉片之設計,國立臺灣海洋大學, 臺灣基隆,(2015)
[25] 賴忠緯,浮游式黑潮渦輪發電機轉子葉片性能及機組運動之模擬研究,國立 臺灣海洋大學,臺灣,臺北,(2017)
[26] 謝君彥,浮游式黑潮渦輪發電機在波浪作用下的流體動力分析,國立臺灣海 洋大學,臺灣臺北,(2017)
[27] 羅興芫,洋流渦輪機之系統動態性能分析,國立臺灣海洋大學,臺灣基隆, (2016)
[28] Atkins, D. W. “The CFD assisted design and experimental testing of a wing-sail with high lift devices,” Doctoral dissertation, University of Salford, Salford, GMC, UK (1996)
[29] Orcaflex manual. From the Word Wide Web : https://www.orcina.com/SoftwareProducts/OrcaFlex/Documentation/Help/Conte nt/html/Chain.htm
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