海洋可再生能源力學(xué)基礎(chǔ)

目錄
序
前言
公式符號說明
第1章 概述 1
1.1 人類的發(fā)展與能源 1
1.2 能源的分類 3
1.3 海洋可再生能源 5
1.3.1 資源分布情況 5
1.3.2 各國能源政策 6
1.4 我國海洋能現(xiàn)狀 8
1.4.1 可再生能源政策回顧 9
1.4.2 海洋能發(fā)展規(guī)劃 10
第2章 海洋可再生能源現(xiàn)有技術(shù) 13
2.1 潮汐能發(fā)電 13
2.2 潮流能發(fā)電 14
2.2.1 垂直軸式 15
2.2.2 水平軸式 17
2.2.3 渦激振動式 18
2.3 波浪能發(fā)電 18
2.3.1 振蕩水柱技術(shù) 19
2.3.2 振蕩體技術(shù) 21
2.3.3 越波式技術(shù) 21
2.3.4 其他技術(shù) 22
2.4 溫差能發(fā)電 22
2.4.1 開式循環(huán) 23
2.4.2 閉式循環(huán) 24
2.4.3 混合式循環(huán) 24
2.5 鹽差能發(fā)電 25
第3章 基本力學(xué)理論回顧 27
3.1 連續(xù)性方程 27
3.2 勢流理論 30
3.2.1 理想流體的無旋運(yùn)動 30
3.2.2 控制方程 31
3.2.3 定解條件 32
3.2.4 格林函數(shù)法 34
3.3 黏性流體力學(xué) 37
3.3.1 N-S方程 37
3.3.2 RANS模擬 41
3.3.3 大渦模擬 46
3.3.4 其他 49
3.4 剛體動力學(xué) 49
3.5 結(jié)構(gòu)動力學(xué) 50
3.5.1 建立系統(tǒng)運(yùn)動方程的綜述性方法 50
3.5.2 線性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的振動分析方法 52
3.5.3 動力響應(yīng)計算的數(shù)值方法 56
3.6 波浪理論 58
3.6.1 線性規(guī)則波 59
3.6.2 非線性規(guī)則波 62
3.6.3 不規(guī)則波浪 64
3.6.4 Morison公式 67
3.7 熱力學(xué)基礎(chǔ) 69
3.7.1 熱力學(xué)第一定律 69
3.7.2 狀態(tài)方程 70
3.7.3 比熱 70
3.7.4 熱力學(xué)第二定律 70
3.7.5 性質(zhì)關(guān)系 71
3.7.6 理想氣體 71
3.8 試驗(yàn)綜述 72
3.8.1 力學(xué)相似準(zhǔn)則 73
3.8.2 試驗(yàn)場地 74
第4章 潮流能 80
4.1 水輪機(jī)相關(guān)理論分析 80
4.1.1 一維動量理論 80
4.1.2 理想水輪機(jī)葉輪理論 83
4.1.3 動量葉素理論 88
4.2 數(shù)值模擬 91
4.2.1 勢流方法 91
4.2.2 N-S方程方法 92
4.3 潮流能水輪機(jī)組分析 93
4.3.1 理想情況下水輪機(jī)流場模型 94
4.3.2 水輪機(jī)排布陣列模型 98
4.3.3 水道動力學(xué)模型 99
4.3.4 水輪機(jī)尾跡及機(jī)組的數(shù)值模擬 102
第5章 波浪能 106
5.1 波浪能相關(guān)理論及數(shù)值模擬模型 106
5.1.1 擺式模型 106
5.1.2 振蕩水柱模型 108
5.1.3 鴨式模型 110
5.1.4 點(diǎn)吸收式模型 111
5.2 陣列研究 115
第6章 溫差能和鹽差能 118
6.1 溫差能 118
6.1.1 基本概念 118
6.1.2 發(fā)電原理 119
6.1.3 溫差能設(shè)施的環(huán)境載荷 126
6.1.4 技術(shù)瓶頸 129
6.1.5 工程應(yīng)用前景 131
6.2 鹽差能 131
6.2.1 發(fā)電原理 131
6.2.2 工程應(yīng)用與研究進(jìn)展 133
第7章 總結(jié)與展望 134
參考文獻(xiàn) 136