波浪能發電裝置設計和製造

波浪能發電裝置設計和製造 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

劉延俊
圖書標籤:
  • 波浪能
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圖書描述

  波浪能發電裝置作爲最有潛力的可再生能源裝備以及海洋能源開發裝置之一,具有廣闊的發展前景。本書基於海洋能和波浪能的基礎知識和相關理論,詳細介紹瞭波浪能發電裝置的分類和模型實驗,波浪能分佈及波浪能發電裝置選址,波浪能發電裝置的設計、製造和試驗,涵蓋瞭波浪能發電裝置設計製造的各種層麵,並給齣瞭典型的設計實例,內容係統全麵、技術新穎。本書可供海洋工程、能源開發等相關行業的工程技術人員、研究人員及師生閲讀參考。
現代建築結構設計與施工技術 本書簡介 本書全麵係統地探討瞭當代建築結構設計與施工領域的前沿理論、關鍵技術和實踐應用,旨在為結構工程師、建築師、項目管理者以及相關專業的高年級學生提供一本深入且實用的參考資料。全書內容緊密結閤當前綠色建築、可持續發展和數字化建造的要求,涵蓋瞭從基礎理論到復雜工程挑戰的各個層麵。 第一部分:結構設計基礎理論的深化 本部分著重於鞏固和深化讀者對結構力學基本原理的理解,並將其拓展到現代結構體係的分析。 第一章:材料本構關係與先進材料的應用 本章詳細剖析瞭鋼材、混凝土及新型復閤材料(如高性能混凝土、縴維增強聚閤物FRP)在不同荷載條件下的非綫性本構關係。重點討論瞭材料疲勞、蠕變和徐變效應的精確建模方法。此外,對智能化材料在結構健康監測中的潛力進行瞭初步介紹,探討瞭如何將材料的本構模型融入有限元分析(FEA)軟件中進行更精準的模擬。 第二章:極限荷載分析與抗震設計原理 本章深入研究瞭結構抗震設計的核心理念,包括基於性能的設計(Performance-Based Design, PBD)方法。詳細介紹瞭不同地震區對結構的延性要求、能量耗散機製以及隔震減震技術的工作原理。探討瞭非綫性動力分析(如IDA、非綫性時程分析)在評估復雜結構抗倒塌能力中的應用,並結閤最新的抗震規範,提供瞭實際工程中的設計參數選取指南。 第三章:結構穩定性與整體性分析 本章關注結構的整體穩定性問題,包括二階效應(P-Delta效應)、屈麯分析(歐拉屈麯、非綫性屈麯)以及在高層建築和懸挑結構中保證結構整體穩定性的策略。重點討論瞭如何通過閤理的結構布局、約束條件和連接設計來避免或延遲失穩的發生,特彆關注瞭風荷載作用下的扭轉穩定性。 第二部分:新型結構體係與創新設計 本部分聚焦於當前建築工程中齣現的創新結構形式及其設計挑戰。 第四章:超高層建築結構體係的優化 超高層建築的設計是結構工程的集大成者。本章詳細解析瞭筒中筒結構、巨型框架、伸臂桁架和核心筒與外圍結構協同工作機製。重點討論瞭如何有效控製結構側嚮剛度、管理動力響應(特彆是風振響應),以及在結構核心區進行設備集成和交通流組織的結構適應性設計。引入瞭先進阻尼技術(粘滯阻尼器、屈服式阻尼器)的選型和布置方法。 第五章:大跨度空間結構與輕量化設計 針對體育場館、會展中心等對空間有特殊要求的建築,本章探討瞭網殼結構、張拉整體結構(Tensegrity)和空間桁架的受力特性。講解瞭預應力技術在控製大跨度結構變形中的應用,並介紹瞭輕質材料(如鋁閤金、木結構)在實現結構輕量化和美學效果上的實踐案例。 第六章:復雜地基與地下結構工程 深入剖析瞭深基坑工程的支護設計、降水方案和監測控製。針對復雜土層條件,討論瞭樁基礎、筏闆基礎的設計優化,以及如何精確計算地基的反力,並評估地下結構與相鄰建築之間的相互影響(土-結構相互作用)。闡述瞭地下連續牆、SMW工法等支護技術的適用範圍和施工控製要點。 第三部分:數字化建造與施工技術 本部分轉嚮施工和項目管理層麵,強調數字化工具對現代建築施工的指導作用。 第七章:建築信息模型(BIM)在結構工程中的應用 本章詳細闡述瞭BIM技術在結構設計、深化、碰撞檢測和施工模擬中的流程和標準。重點介紹瞭如何將結構分析模型(如SAP2000, ETABS)的數據無縫對接至Revit或Tekla Structures等BIM平颱,實現結構模型與深化圖紙、鋼筋詳圖的自動化生成,從而大幅提高設計質量和施工效率。 第八章:鋼結構連接的深化設計與製造 鋼結構是現代建築的重要組成部分。本章專注於高強度螺栓連接、焊接連接的疲勞性能評估和細節設計。內容涵蓋瞭工廠預製件的公差控製、現場安裝順序的優化,以及如何通過高精度連接設計來確保結構的整體性和施工的便捷性。 第九章:預應力混凝土結構施工控製 預應力混凝土技術是實現大跨度和高耐久性結構的關鍵。本章係統介紹瞭有粘結和無粘結預應力體係的張拉、錨固和孔道灌漿工藝標準。強調瞭在施工過程中對預應力損失、應力鬆弛的監測和反饋控製方法,確保結構在成活階段達到設計要求。 第十章:施工仿真與安全管理 本章探討如何利用4D/5D BIM技術對施工進度和成本進行可視化管理。重點介紹瞭吊裝方案模擬、復雜提升作業的受力分析,以及針對高處作業、深基坑作業等高風險環節的數字化安全風險預控技術,旨在實現本質安全型施工。 本書的編寫風格力求嚴謹、清晰,圖錶豐富,不僅提供理論基礎,更注重工程實踐中的可操作性,是結構工程師麵對復雜工程挑戰的得力助手。

著者信息

圖書目錄

第1 章 緒論
1.1 海洋能分類
1.1.1 潮汐能
1.1.2 波浪能
1.1.3 海流能
1.1.4 溫差能
1.1.5 鹽差能
1.2 中國海洋能開發利用現狀
1.2.1 潮汐能的開發利用現狀
1.2.2 波浪能的開發利用現狀
1.2.3 溫差能的開發利用情況
1.2.4 鹽差能的開發利用情況
1.3 海洋能特點
1.4 波浪能發電技術現狀
1.4.1 波浪能的優勢
1.4.2 中國的波浪能資源
1.4.3 典型波浪能發電裝置
1.4.4 波浪能發電麵臨的問題

第2 章 波浪性質及相關理論
2.1 波浪能的特點及其性質
2.1.1 概述
2.1.2 突齣特點
2.2 波浪能轉換數學模型
2.3 波浪理論
2.3.1 線性波理論
2.3.2 非線性波理論
2.4 波浪力計算
2.4.1 Morison 方程
2.4.2 繞射理論
2.4.3 Morison 方程與繞射理論的關係

第3 章 波浪能發電裝置概述
3.1 波浪能發電裝置基本原理
3.2 波浪能轉換方式
3.3 波浪能發電裝置分類
3.3.1 波浪能轉化裝置
3.3.2 波浪能發電裝置
3.4 典型波浪能發電裝置特點
3.4.1 點頭鴨式波浪能發電裝置
3.4.2 振盪水柱式波浪能發電裝置
3.4.3 筏式波浪能發電裝置
3.4.4 振盪浮子式(點吸收裝置) 波浪能發電裝置
3.4.5 擺式波浪能發電裝置
3.4.6 聚波水庫式裝置
3.5 中國已研發的波浪能發電裝置
3.5.1 漂浮式液壓波浪能發電站
3.5.2 橫軸轉子水輪機波浪能發電裝置

第4 章 波浪能分布及發電裝置選址
4.1 全球波浪能分布
4.1.1 全球海洋的波浪特徵
4.1.2 全球海洋的波浪能資源儲量
4.2 中國沿海波浪能分布
4.2.1 中國沿海氣候
4.2.2 波浪能分布
4.3 波浪能發電裝置選址
4.3.1 選址特點
4.3.2 選址實例
4.4 裝置可靠性設計及防護
4.4.1 可靠性設計
4.4.2 防護方法

第5 章 波浪能能量轉換係統
5.1 波浪能能量轉換係統分類
5.1.1 振盪水柱技術
5.1.2 振盪浮子技術
5.1.3 越浪技術
5.2 波浪能發電裝置液壓能量轉換係統
5.2.1 液壓係統的設計及零部件選型
5.2.2 發電機及儲能係統的選型
5.3 波浪能發電裝置控製係統
5.3.1 發電控製係統設計
5.3.2 輸齣電能處理
5.3.3 發電遠程監控係統設計
5.3.4 發電遠程控製軟體

第6 章 波浪能發電裝置設計實例
6.1 波浪能發電裝置的設計
6.2 技術內容
6.3 海域選擇與確定
6.4 理論分析
6.5 數值模擬分析
6.5.1 小浪情況下的流固耦閤分析
6.5.2 大浪情況下的流固耦閤分析
6.5.3 結構有限元分析
6.6 比例模型試驗、發電量測試及參數修正
6.7 仿真模擬試驗及參數修正
6.7.1 測試設備與儀器
6.7.2 結果與分析

第7 章 波浪能發電裝置試驗
7.1 陸地試驗
7.1.1 陸地模擬實驗平臺
7.1.2 小比例模型實驗
7.1.3 海試樣機的陸地測試與實驗
7.1.4 整機的陸地聯調
7.1.5 數據分析
7.2 海試
7.2.1 海試地點
7.2.2 波浪能發電裝置的投放

參考文獻

 

圖書序言

  • ISBN:9786263321083
  • 規格:平裝 / 204頁 / 17 x 23 x 1.02 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀



  能源和環境問題一直受到各國政府、國際組織和普通民衆的高度關注,發展可再生能源已成爲全球共識。波浪能作爲可再生海洋能,具有巨大的開發潛力,是一種極具發展前景的清潔能源,已有二百多年的開發歷史,近幾年取得瞭許多突破性進展,不同形式的波浪能利用裝置相繼被製造齣來。

  中國自1970 年代開始波浪能的研究工作,80 年代後獲得較快發展,主要研究機構有國傢海洋技術中心、中國科學院廣州能源研究所以及各大高校等,先後製造瞭擺式發電裝置、航標式微型波能轉換裝置、多諧振盪水柱型沿岸固定式電站、岸式振盪浮子發電站、直驅式海試裝置等不同類型的波浪能發電裝置。波浪能利用技術經歷瞭理論論證到樣機海試的過程,從能夠發電嚮穩定發電方嚮進展,正在逐步走嚮成熟。

  目前,中國相關單位在波浪能發電裝置的設計和製造方麵積纍瞭豐富經驗,但實現大規模、商業化應用還有一定距離,一是因爲效率和可靠性還有待提高,二是波浪能行業還沒有現成標準和規範。著者近年來一直從事海洋可再生能源技術與裝備、深海探測技術與裝備的開發研究工作,帶領團隊承擔並完成瞭「國傢海洋局可再生能源專項資金項目『120kW 漂浮式液壓海浪發電站中試』」、「橫軸轉子波浪能發電裝置」、「沉積物捕獲器」、「海底底質沉積物聲學現場探測設備優化設計與研發」等海洋相關項目,在海洋裝備與波浪能開發利用技術方麵取得瞭豐碩成果並積纍瞭寶貴經驗。

  爲瞭進一步推動中國波浪能發電技術的發展,普及波浪能發電裝置設計製造的相關知識和技術,促進波浪能的廣泛應用,本書分析瞭當前波浪能及相關海洋能的發展現狀,對波浪能理論進行瞭推導,列舉瞭幾種常見的波浪能轉換係統,對液壓轉換係統和控製係統進行瞭詳細的設計和分析,並以著者團隊承擔的漂浮式液壓海浪發電裝置爲例完整地介紹瞭波浪能發電裝置的實施海域水文資料、理論分析、機械結構與電氣控製係統設計、裝置製造、試驗測試,以及陸地和實海況試驗等過程。期望能夠對從事波浪能技術研究的相關人員起到拋磚引玉的作用。

  本書由機械工程學院、高效潔淨機械製造教育部重點實驗室、海洋研究院劉延俊結閤多年從事波浪能發電裝備開發研究的經驗編寫,在編寫過程中,團隊成員李世振、張偉、張健、薛鋼、賀彤彤、楊曉瑋、顔飛、孫景餘、劉婧文、漆焱、丁洪鵬、武爽、孟忠良、侯雲星、薛海峰等在文獻收集、文字錄入等方麵做瞭大量工作。

  由於學識水平有限,書中不足之處在所難免,懇求廣大讀者和從事相關研究的專傢及同行批評指正。

用户评价

评分

說真的,光是「設計與製造」這幾個字,就讓人聯想到無數的技術細節和測試數據。對於像我這種偏好實用主義的工程愛好者來說,最引人入勝的部分往往是那些「眉角」——那些教科書上不會輕易提及的、在實驗室或試驗場域中纔會遇到的實際睏難。我猜想這本書必定花瞭大量篇幅在探討**係統的可靠性與維護性**。畢竟,海洋環境是齣瞭名的惡劣,高鹽度、高濕度、強烈的物理衝擊,對任何機械結構都是極大的考驗。書中是否有深入剖析關鍵部件,例如能量轉換器(PTO)的選擇與優化?是採用液壓係統、直接驅動還是其他新穎的轉換方式?更重要的是,在「製造」環節,作者如何平衡成本效益與長期運營的穩定性?例如,大型結構件的鑄造或焊接工藝、水下電纜的敷設與保護、以及遠端監測係統的整閤。如果書中能提供不同設計方案在壽命週期成本(LCC)上的對比分析,那就更具備決策參考價值瞭。這本書若真如書名所示,能夠詳盡地涵蓋從概念發想、細部工程圖、到實際建置的完整流程,那麼它絕對是海洋能源領域的「武功秘笈」,能讓讀者從理論傢轉化為能真正動手實作的技術先鋒。

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最後,我們來談談**知識的更新速度**與**創新性的體現**。波浪能技術是一個相對年輕且發展迅速的領域,新的材料科學、感測器技術和控製演算法不斷湧現。一本優秀的專著,必須能夠捕捉到這些前沿脈動。我非常好奇,這本《波浪能發電裝置設計和製造》的內容,是否已納入瞭近年來國際上備受矚目的新興技術,例如,關於**智慧型控製係統**的探討?例如,利用機器學習預測即將來到的波浪模式,進而主動調整轉換器的阻尼或相位,以最大化能量擷取效率(Phase Control Optimization)。在製造端,是否提及瞭**積層製造(3D列印)**在製作複雜流線型部件或客製化感測器外殼上的應用潛力?如果書中能夠提供未來十年內可能的主流技術趨勢預測,並以此為基礎指導當前的設計決策,那麼這本書的閱讀價值將會被極大地拉長。它將不僅是解決當前問題的指南,更是指引下一代海洋能源技術研發方嚮的燈塔。

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仔細琢磨這個書名,我腦海中浮現的畫麵是一個充滿細緻圖錶和複雜工程圖說的圖書館。對於非工程背景但對環保議題高度關切的讀者來說,我會很在意書中對於**環境衝擊評估(EIA)**和**生態友善設計**的論述深度。波浪能的開發,尤其是在近岸區域,必須審慎考慮對海洋生態、航運、漁業活動的潛在影響。書中是否涵蓋瞭如何設計齣對鯨豚類、魚群遷徙路線影響最小的裝置結構?例如,水下噪音的控製、錨定係統對海底棲地的乾擾程度分析等等。雖然書名強調的是「設計與製造」,但一個成功的綠色能源裝置,其社會接受度與環境永續性是同等重要的成功指標。如果作者能夠在技術細節的闡述之餘,亦能提供一套完整的**環境風險評估框架**,指導讀者如何進行全麵的場址選擇與設計優化,那麼這本書的實用性將大幅提升,遠超齣一本純粹的機械工程參考書的範疇,真正體現瞭「負責任的工程實踐」精神。

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我對於這類型的專業書籍,總有一種特別的期待——那就是它能否成功地**跨越學術與產業之間的鴻溝**。許多技術專著往往過於偏重理論推導,使得第一線的工程師在實際應用時感到力不從心;反之,一些業界手冊又可能缺乏足夠的科學基礎支撐,導緻設計缺乏創新彈性。這本《波浪能發電裝置設計和製造》若能做到兩者的完美結閤,那它的價值將無法估量。我期望看到作者如何運用最新的數值模擬技術(如CFD)來預測裝置在真實海況下的行為,並且這些模擬結果如何被有效地迴饋到實體製造的參數修正上。特別是在颱灣,我們對於能源的「自給率」有著強烈的使命感,因此,書中關於**裝置的規模化(Scalability)**和**電網併聯的挑戰**,想必是重點探討項目。如何確保多個裝置組成的發電場能夠穩定地輸齣符閤電網規範的電力?這牽涉到電力電子、控製係統以及大型專案的管理能力。若能從這些宏觀的係統整閤層麵提供深刻見解,這本書就不僅是一本技術手冊,更是一份引領颱灣海洋能源產業發展的戰略性文件。

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這本**《波浪能發電裝置設計和製造》**的書名,光是聽到就讓人覺得充滿瞭未來感和工程上的挑戰性!對於我這種長期關注颱灣能源轉型和綠色科技發展的讀者來說,這種結閤瞭理論深度與實務操作的書籍,簡直是夢寐以求的寶藏。雖然我還沒能親自翻閱內文,但僅憑書名推斷,它肯定不隻是停留在紙上談兵的階段。我預期書中會詳細闡述從基礎的波浪特性分析、不同類型波浪能轉換器(如振盪水柱式、浮標式、漸變式等)的優缺點比較,到實際的結構設計、材料選擇,甚至是耐久性與抗腐蝕問題的探討。颱灣四麵環海,擁有豐富的海洋資源,發展波浪能絕對是能源自主的關鍵一環。我特別好奇作者是如何處理颱灣複雜的海洋環境,像是東北季風帶來的強勁海況、颱風的極端衝擊,這些對裝置的設計和材料的選用必然是極為嚴苛的考驗。如果書中能提供實際的案例分析,特別是針對淺岸、近海或深海場域的差異化設計策略,那就太棒瞭。這本書想必能為國內相關領域的工程師、研究人員,乃至於關注永續能源的學生,提供一套係統化、具備高度參考價值的設計與建造藍圖。它承載的或許不隻是一個發電裝置的技術細節,更代錶瞭颱灣在海洋能源領域邁嚮自給自足的決心與實力。

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