水上机场航道警戒隔离信号航标

水上机场航道警戒隔离信号航标

 灯浮标装置通过在浮标上设置信号灯,并且用系泊装置固定在工作区域,是用以标明水域航道、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。灯浮标装置通过灯光传递信号,在海上长期工作的时候需要持续提供电能,将灯浮标和振荡浮子式波浪能转换装置相结合,不仅可以供浮标自身发电之外,还可以将电能进行存储并输送至海岸用于其他用途,对水上机场的建设以及海洋能源的利用方面具有重要意义。本文在工程项目的基础上,对工作在沿海水上机场的助航波能灯浮标进行设计和优化,包括单个灯浮标和阵列灯浮标的设计和优化。浮标与波浪能转换装置相结合,俘获波浪能并通过PTO(能量转换部分)转化为电能,应用于水上机场的建设当中。依照实际作业海域条件和特点对助航波能灯浮标进行各部分机构基本样式的选择,提出了一种对助航波能灯浮标的设计优化方法,基于实际海况下的波浪参数对单个灯浮标和阵列灯浮标分别进行外形优化和系泊系统的优化,对助航波能灯浮标的能量俘获进行短期和长期预报。以能量俘获宽度比作为目标,在满足最佳PTO阻尼下选择最佳外形、直径和吃水,完成浮子外形优化,在此基础上以系泊刚度为变量,以系泊力和浮标水平位移为目标函数,完成系泊问题的多目标优化。

水上机场航道警戒隔离信号航标

对单个浮子的直径和吃水对能量俘获的影响进行分析,在单个浮标设计优化基础上,以五浮标阵列为例对阵列浮标进行多目标优化分析,包括浮标间距和系泊线的设置对阵列浮标的能量俘获、水平位移和系泊张力等指标的敏感度进行分析,得到结论如下:(1)单个浮标的半径吃水比在1.2~1.3时,有最大的能量俘获宽度比。(2)以能量俘获宽度比为衡量指标时,小直径尺度更适合于主成分波为短波的沿海海域海况,吃水根据最佳直径吃水比选择即可。(3)直径对波浪能俘获的影响主要体现在与其尺度相匹配的最佳PTO阻尼中,而吃水对波浪能俘获的影响则还需考虑到吃水对浮标垂荡运动的影响。(4)浮标采用弹性系泊线时,直径11mm的钢丝绳即符合基本强度要求,对浮标的水平运动有很好的限制。(5)阵列浮标之间的相互影响对浮标垂荡运动俘获波浪能是有利的,间距越小能量俘获宽度比越大。