《波浪壓電發電關鍵技術的研究》是依託清華大學，由張永良擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：波浪壓電發電關鍵技術的研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：張永良
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
採用理論分析、數值模擬和試驗研究相結合的方法，對波浪壓電發電技術進行研究。建立波浪、波能採集器和壓電發電機耦合的壓電發電裝置數學模型；探索波浪、波能採集器和壓電發電機間的相互匹配原理以及動力相互作用機制；研究波浪壓電發電裝置自適應來波條件的技術；基於波浪理論、流體-結構相互作用和模糊理論，建立壓電發電裝置系統的數學模型，它包含流體-結構耦合、波能採集器結構和壓電發電機最佳化模組，進而提出壓電發電裝置的最佳化理論；探索出各種波浪要素、波浪能採集器結構材料和幾何參數、壓電振子結構的材料和幾何參數、控制系統和系泊條件對壓電發電裝置總效率的影響規律；研究小比例實海況壓電發電裝置的工作性能，進一步揭示提高系統發電效率的途徑和方法。認識和掌握波浪壓電發電技術，對波浪能的開發具有重要的科學意義和巨大的套用價值。
結題摘要
採用理論分析、數值模擬和試驗研究相結合的方法，對波浪壓電發電技術進行研究。建立波浪、浮子和壓電發電機耦合的壓電發電裝置數學模型；探索波浪、浮子和壓電發電機間的相互匹配原理及動力相互作用機制；基於波浪理論、流體-結構相互作用和模糊理論，建立壓電發電裝置系統的數學模型，它包含流體-結構耦合、波能採集器結構和壓電發電機最佳化模組，進而給出壓電發電裝置的最佳化理論；探索出各波要素、浮子結構材料和幾何參數、壓電振子結構的材料和幾何參數對裝置效率的影響；探索了波浪壓電發電裝置適應來波條件的技術；研究小比例實海況壓電發電裝置的工作性能，進一步揭示提高系統發電效率的途徑和方法。所提出的波浪能壓電發電裝置具有完全智慧財產權，由於波浪壓電可直接發電，其裝置簡單、移動性好，可就地利用波浪能提供電力而無需柴油發電機或蓄電池，獨特的性能使得波浪壓電有望於廣泛套用于海事各領域，為我國海洋權益的保護、水上、水下航海器的監測、海洋水文的量測提供有效的電力保障。因此，波浪壓電發電的研究成果具有十分重要的理論和套用價值。本項研究圓滿地完成了預定的研究計畫中的各項研究內容，獲得了豐富的研究成果。這些研究成果通過學報論文、會議論文、專利和著作的方式發表。已在國、內外刊物上公開發表和錄用學術論文14篇（其中2篇SCI論文），另有6篇已投稿（其中4篇為SCI源刊），其餘論文待後續工作總結完畢後撰寫發表，預計本項目的全部研究成果可發表論文20篇以上；編著了《2013水力學與水利信息學進展》，編寫了《水工設計手冊》第3章水力學中的第六、七和十五節；公開和授權的國家發明專利6項；研究成果獲第五、六屆全國水力學與水利信息學大會優秀青年論文獎各一項、獲全國第二屆大學生水利創新設計大賽特等獎一項和創新大賽優秀指導獎一項、獲清華大學第二十四屆學生實驗室建設貢獻獎二等獎一項；張永良等人入選教育部2013年度“創新團隊發展計畫”（IRT13025）（陳永燦領銜）；張永良獲清華大學第十三屆“良師益友”獎。在執行項目的三年中，特邀了美國、英國、愛爾蘭、瑞典共7位專家學者來清華大學進行學術交流，對項目相關的科學和技術問題進行了深入地交流；成功舉辦第六屆全國水力學與水利信息學大會。指導了研究生20人（其中博士後1人、博士生7人、外國留學生8人），達到了培養人才的目的。
