（机械设计及理论专业论文）全液压漂浮式海浪发电装置流固耦合分析.pdf

at h e s i ss u b m i t t e dt os h a n d o n g u n i v e r s i t yf o r t h em a s t e r sd e g r e e f l u i d - - s o l i di n t e r a c t i o na n a l y s i so nh y d r a u l i c f l o a t i n gw a v ep o w e rd e v i c e c a n d i d a t e ：l ic h a o s p e c i a l t y ： m e c h a n i c a ld e s i g na n dt h e o r y s u p e r v i s o r ：p r o f l i uy a n j u n s c h o o lo fm e c h a n i c a le n g i n e e r i n g ，s h a n d o n gu n i v e r s i t y a p r i l ，2 0 1 2 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：查丝 日期： dj 2 s27 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：查丝导师签名：厦丝丝筵：日 期：竺竺：垒乡 目录 目录 摘要i 第1 章绪论。1 1 1 课题的研究背景及意义囊_ 浦i l 1 2 国内外海浪发电研究现状3 1 2 1 国外海浪发电的研究进展3 1 2 2 国外海浪发电现有技术3 1 2 - 3 我国海浪发电研究现状6 1 3 流固耦合理论研究现状7 1 4 课题主要研究内容8 第2 章全液压漂浮式海浪发电装置基本理论9 2 1 全液压漂浮式海浪发电装置工作原理9 2 2 浮体运动速度对发电功率的影响。l o 2 3 发电装置施放海域的海况介绍1 2 2 4 波浪理论13 2 4 1 波浪理论的假设1 4 2 4 2 。边界条件1 4 2 4 3 线性波理论15 2 4 4 二阶斯托克斯波理论l7 2 5 本章小结19 第3 章三维数值水槽的建立与波浪模拟21 3 1 模型的建立与网格划分。2 l 3 1 1 数值水槽模型的选定2 1 3 1 2 计算域的离散化2 2 3 1 3 网格划分2 3 3 2 造波与消波2 5 3 2 1 常用造波与消波的方法2 5 山东大学硕士学位论文 3 2 2 用户自定义函数2 5 3 2 3 控制方程2 6 3 3 边界条件和初始条件2 8 3 4 自由表面处理2 9 3 5 波浪模拟结果分析：31 3 5 1 线性波的模拟31 3 5 2 二阶斯托克斯波模拟3 3 3 6 本章小结3 6 第4 章浮体运动的数值模拟3 7 4 1 浮体受力分析3 7 4 1 1 重力。3 7 4 1 2 浮力一3 7 4 1 3 波浪载荷3 8 4 2 浮体运动方程4 1 4 3 数值模拟41 4 3 1 网格划分与边界条件4 2 4 3 2 动网格技术4 4 4 3 3 边界运动规律4 4 4 3 4 动网格设置4 6 4 4 数值结果与分析- 一4 7 4 4 1 无负载时仿真4 8 4 4 2 有负载时仿真一5 2 4 5 本章小结。5 6 第5 章立柱的流固耦合分析 5 7 5 1 流固耦合的求解方法5 7 5 2 流固耦合理论5 8 5 2 1 流固耦合流体理论5 8 5 2 2 流固耦合固体理论一5 9 目录 5 2 3 流固耦合交界面_ 5 9 5 3 模型的建立6 0 5 3 1 模拟系统的建立6 0 5 3 2 固体模型的建立6 1 5 3 3 流体模型的建立j ：。o 6 3 5 3 4 流固耦合的设置。6 5 5 4 仿真结果分析6 6 5 4 1 小波浪情况下的流固耦合分析6 6 5 4 2 大波浪情况下的流固耦合分析7 0 5 5 本章小结7 4 结论与展望7 s 参考文献 致 7 7 i i i 山东大学硕士学位论文 i v c o n t e n t s c o n t e n t s a b s t r a c t 。 c h a p t e r1i n t r o d u c t i o n 1 1r e s e a r c hb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo ft h es u b j e c t 矗i 一1 1 2r e s e a r c hs t a t u so fw a v ep o w e ra th o m ea n da b r o a d 3 1 2 1d e v e l o p m e n th i s t o r yo ff o r e i g nw a v ep o w e r 3 1 2 2e x i s t i n gf o r e i g nt e c h n o l o g y 3 1 2 3r e s e a r c hs t a t u so fd o m e s t i cw a v ep o w e r 6 1 3r e s e a r c hs t a t u so f f s i 7 1 4m a i ns t u d yc o n t e n t so ft h es u b j e c t 8 c h a p t e r 2b a s i ct h e o r yo fh y d r a u f i cf l o a t i n gw a v ep o w e rd e v i c e 9 2 1w o r k i n gp r i n c i p l eo f h y d r a u l i cf l o a t i n gw a v ep o w e rd e v i c e 9 2 2r e l a t i o n s h i pb e t w e e nf l o a t e rv e l o c i t ya n dg e n e r a t i n ge f f i c i e n c y 10 2 3i n l x o d u c t i o nt ot h ed e v i c el o c a t i o n 1 2 2 4w a v et h e o r y ：1 3 2 4 1h y p o t h e s i so fw a v et h e o r y 14 2 4 2b o u n d r yc o n d i t i o n 1 4 2 4 3l i n e a rw a v et h e o r y 15 2 4 4t w oo r d e rs t o k e sw a v et h e o r y 17 2 5s u m m a r y 19 c h a p t e r3t h r e e - d i m e n s i o n a ln u m e r i c a lw a v e t a n ka n dw a v es i m u l a t i o n 2 1 3 1m o d e lb u i l d i n ga n dm e s hg e n e r a t i o n 。2 1 3 1 1n u m e r i c a lw a v et a n km o d e ld e t e r m i n a t i o n 2 1 3 1 2d i s c r e t i z a t i o no fc o m p u t a t i o n a ld o m a i n 2 2 3 1 3m e s hg e n e r a t i o n 2 3 3 2w a v eg e n e r a t i n ga n dw a v ea b s o r b i n g 2 5 3 2 1c o m m o nm e t h o do f w a v eg e n e r a t i n ga n dw a v ea b s o r b i n g 。2 5 v 山东大学硕+ 学位论文 ：；2 2u s e r - d e f m e df u n c t i o n 2 5 3 2 3g o v e r n i n ge q u a t i o n 2 6 3 3b o u n d r yc o n d i t i o na n di n i t i a lc o n d i t i o n 2 8 ：；4f r e es u r f a c et r a c k 2 9 ：；5s i m u l a t i o nr e s u l t s 3 1 3 5 1s i m u l a t i o no f l i n e a rw a v e 3 1 3 5 。2s i m u l a t i o no f t w oo r d e rs t o k e s1 w a 、e 3 3 3 6s u m m a r y 3 6 c h a p t e r 4n u m e r i c a ls i m u l a t i o no ff l o a t e rm o t i o n 3 7 4 1f o r c ea n a l y s i so ff l o a t e r 3 7 4 1 1g r a v i t y 3 7 4 1 2b u o y a n c y 3 7 4 1 3w a v ef o r c e ： ； 4 2m o t i o ne q u a t i o no ft h ef l o a t e r 41 4 3n u m e r i c a ls i m u l a t i o n 4 1 4 3 1m e s hg e n e r a t i o na n db o u n d r yc o n d i t i o n 4 2 4 3 2d y n a m i cm e s h t e c h n o l g y 4 4 4 3 3b o u n d r ym o t i o n 4 4 4 3 4d y n a m i cm e s hs e t t i n g s 二4 6 4 4s i m u l a t i o nr e s u l t s 4 7 4 4 1s i m u l a t i o nw i t h o u tl o a d 4 8 4 4 2s i m u l a t i o nw i t hl o a d 5 2 4 5s u m m a r y 5 6 c h a p t e r5 f s ia n a l y s i so ft h ec o l u m n v i 5 7 5 1s o l u t i o nm e t h o do ff s i 5 7 5 2t h e o r yo ff s i 5 8 5 2 1f l u i dt h e o r yo ff s i 5 8 5 2 2s o l i dt h e o r yo ff s i 5 9 5 2 3f 1 u i d s o l i di n t e r f a c e ”5 9 5 3m o d e lb u i l d i n g 6 0 5 3 1s i m u l a t i o ns y s t e m 一6 0 5 3 2s o l i dm o d e l 6 1 5 3 3 f 1 u i dm o d e l 6 3 5 3 4f s is e t t i n g ”6 5 5 4s i m u l a t i o nr e s u l t s 6 6 5 4 1f s ia n a l y s i su n d e rs m a l lw a v e c o n d i t i o n 6 6 5 4 3f s ia n a l y s i su n d e rh u g ew a v ec o n d i t i o n 7 0 5 5s u m m a r y 7 4 c o n c l u s i o n sa n de x p e c t a t i o n s r e f e r e n c e s 7 5 7 7 a c k n o w l e d g e m e n t s 。”8 1 v u 山东大学硕十学位论文 v m 摘要 摘要 随着经济的发展，人类对能源的需求也不断增加。传统不可再生能源的日益 消耗，不仅引发了多次能源危机，还带来了一系列的环境问题，而开发和利用可 再生能源，不仅能有效缓解能源危机，优化能源结构，更能对环境保护起到重大 作用，目前很多国家都致力于可再生能源的开发和利用。 海洋能是绿色无污染的可再生能源，不仅能源种类多样，而且储量丰富，是 目前很多国家都在重点开发一种新能源。海浪能作为海洋能中分布最广，最不受 地域限制的一种能量，已经被广泛开发进行发电，但海浪能很不稳定，且海洋环 境复杂多变，如何利用海浪持久高效的发电以及发电装置在海洋环境中的生存等 问题仍然有待改善。 全液压漂浮式海浪发电装置主要利用浮体来吸收海浪的能量，并通过与其相 连的液压缸将能量传递到液压系统，以此来驱动液压马达旋转并带动发电机工作， 最终实现发电。浮体作为全液压漂浮式海浪发电装置的能量吸收装置，它在海浪 作用下的运动规律将直接影响发电的效率，而发电装置的立柱在海浪作用下的受 力情况也同样值得关注，本文针对发电装置的浮体和立柱进行以下几个方面的研 究： 首先，简要介绍了全液压漂浮式海浪发电装置的工作原理以及发电装置施放 海域的海况，并对相关的波浪理论进行了概述。在波浪理论的基础上，利用f l u e n t 软件建立三维数值水槽，并通过在流体控制方程中添加源项的方法使数值水槽具 有造波和消波的功能，为了验证数值水槽的造波效果，分别模拟了线性波和二阶 斯托克斯波，根据波浪模拟结果显示，数值水槽造波和消波效果良好。 其次，分析了浮体所在流场速度势的组成以及浮体在流场中的受力情况，并 根据刚体运动理论和牛顿第二定律建立全液压漂浮式海浪发电装置浮体的运动方 程，在f l u e n t 软件中利用三维数值水槽技术和动网格技术，将浮体的运动方程与 粘性流体的控制方程进行耦合，分别分析了浮体在波浪环境中有负载和无负载时 的运动规律及受力情况，获得了浮体的运动速度时间曲线图、位移时间曲线图、 山东大学硕士学位论文 受力时间曲线图，由于浮体直接连接液压缸，所以全液压漂浮式海浪发电装置的 发电效率正比于浮体的运动速度，由此可以得到发电装置的发电功率变化图。 最后，对全液压漂浮式海浪发电装置的立柱进行流固耦合分析。利用a n s y s w o r k b e n c h 软件分别对立柱进行单向和双向的流固耦合分析，得到发电装置附近 流场的变化规律，以及立柱在在波浪环境中的形变和所受载荷的变化情况，为进 一步优化设计提供理论依据。 关键词海浪发电；数值水槽；流固耦合；动网格；浮体 本课题得到国家海洋局可再生能源专项资金项目“1 2 0 k w 漂浮式液压海浪发电站中试( 项目 编号g h m e 2 0 1 0 z c 0 1 ) ”的资助 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t l lt h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m y , t h ee n e r g yd e m a n di si n c r e a s i n g t h er e d u c i n g o ft r a d i t i o n a ln o n - r e n e w a b l ee n e r g yr e s e r v e s ，n o to n l yh a st r i g g e r e dt h ee n e r g yc r i s i s ， b u ta l s oh a sc a u s e das e r i e so fe n v i r o n m e n t a lp r o b l e m s b u tu s i n gr e n e w a b l ee n e r g yi s h e l p f u lt oa l l e v i a t et h ee n e r g yc r i s i s ，o p t i m i z es t r u c t u r eo ft h ee n e r g ys o u r c e s ，a n d p r o t e c tt h ee n v i r o n m e n t m a n yc o u n t r i e sa r ec o m m i t t e dt ot h ed e v e l o p m e n ta n d u t i l i z a t i o no fr e n e w a b l ee n e r g y o c e a ne n e r g yi sak i n do f p o l l u t i o n - f r e eg r e e nr e n e w a b l ee n e r g yw h i c hc o n t a i n sa v a r i e t yo fe n e r g yr e s o u r c e s 、 ，i t l lr i c hr e s e r v e s m a n yc o u n t r i e sf o c u st h e i ra t t e n t i o n so n i t w a v ee n e r g y ，a st h em o s tw i d e l yd i s t r i b u t e da n dl e a s tr e s t r i c t i v ee n e r g yi no c e a n e n e r g y , h a sb e e ne x t e n s i v e l yd e v e l o p e df o rp o w e rg e n e r a t i o n b u tw a v ee n e r g yi sv e r y u n s t a b l e ，a n dm a r i n ee n v i r o n m e n ti sc o m p l e xa n dc h a n g e f u l ，s oh o wt ou s et h ew a v e e n e r g yt og e n e r a t ee l e c t r i c i t ye f f i c i e n t l ya n dp e r m a n e n t l ys t i l lr e m a i n st ob ei m p r o v e d h y d r a u l i cf l o a t i n gw a v ep o w e rd e v i c ea b s o r b st h ew a v ee n e r g yb yt h ef l o a t e r , t h e n t h ee n e r g yi st r a n s f e r r e dt ot h eh y d r a u l i cs y s t e mt h r o u g ht h e h y d r a u l i cc y l i n d e r c o n n e c t e d 、析mt h ef l o a t e rt od r i v et h eh y d r a u l i cm o t o r , a tl a s tt h eg e n e r a t o rs t a r t st o w o r k ，a n dc h a n g e st h ee n e r g yi n t oe l e c t r i c i t y a st h ee n e r g ya b s o r p t i o nd e v i c eo ft h e h y d r a u l i cf l o a t i n gw a v ep o w e rd e v i c e ，t h ef l o a t e ri sv e r yi m p o r t a n ta n di t sm o t i o nu n d e r t h ea c t i o no ft h ew a v e d i r e c t l ya f f e c t st h ee f f i c i e n c yo fp o w e rg e n e r a t i o n t h ec o l u m no f t h ep o w e rd e v i c ei sa l s on o t e w o r t h y t h er e s e a r c ha b o u tt h ef l o a t e ra n dc o l u m ni nt h i s p a p e r i ss h o w ni nf o l l o w i n gs e v e r a la s p e c t s ： f i r s t l y , g i v eab r i e fi n t r o d u c t i o nt ot h ew o r k i n gp r i n c i p l eo ft h eh y d r a u l i cf l o a t i n g w a v ep o w e rd e v i c ea n dt h es e ac o n d i t i o no ft h ep l a c ew h e r et h ed e v i c ei sc a s t e d ，t h e n m a k eas u m m a r yo ft h ew a v et h e o r y b a s e do nt h ew a v et h e o r y , b u i l dt h r e e d i m e n s i o n a l n u m e r i c a lw a v et a n ki nt h ef l u e n ts o f b v a r ea n da d ds o u r c et ot h ef l u i dg o v e r n i n g e q u a t i o nt oa c h i e v et h ep u r p o s eo fw a v eg e n e r a t i n ga n dw a v ea b s o r b i n g t h en u m e r i c a l i i i 山东大学硕士学位论文 s i m u l a t i o nr e s u l t so fl i n e a rw a v e sa n dt w o o r d e rs t o k e sw a v es h o wt h a tt h en u m e r i c a l t a n kh a sag o o de f f e c to nw a v eg e n e r a t i n ga n dw a v e a b s o r b i n g s e c o n d l y , a n a l y z et h ev e l o c i t yp o t e n t i a lc o m p o s i t i o no ft h ef l u i da r o u n dt h ef l o a t e r a n dt h es t r e s sc o n d i t i o no ft h ef l o a t e r a c c o r d i n gt ot h et h e o r yo fr i g i db o d yk i n e m a t i c s a n dn e w t o n i a ns e c o n dl a w , b u i l dt h ee q u a t i o n so fm o t i o no ft h ef l o a t e r t h e nc o u p l et h e m o t i o ne q u a t i o na n dt h ev i s c o u sf l u i de q u a t i o n si nt h ef l u e n ts o f t w a r eo nt h eb a s i so f t h et h r e e - d i m e n s i o n a ln u m e r i c a lw a v et e c h n o l o g ya n d 班dt e c h n o l o g y a n a l y z et h e s t r e s sc o n d i t i o na n dt h em o v e m e n to ft h ef l o a t e rw i t ha n dw i t h o u tl o a di nt h ew a v e e n v i r o n m e n t , a n dg e ts o m ei m p o r t a n tc u r v e ss u c ha sv e l o c i t y - t i m ec u r v e 、 d i s p l a c e m e n t - t i m ec u r v e 、f o r c e - t i m ec u r v e t h ef l o a t e ri sd i r e c t l yc o n n e c t e d 、i m h y d r a u l i cc y l i n d e r , a n dt h eg e n e r a t i n ge f f i c i e n c yi sp r o p o r t i o n a lt ot h ev e l o c i t yo ft h e f l o a t e r s og e n e r a t i n ge f f i c i e n c y - t i m ec u r v ec a nb eg o tf r o mt h ev e l o c i t y - t i m ec u r v e f i n a l l y , t h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nc o l u m na n dw a v ei sn u m e r i c a l l ys i m u l a t e d i n a n s y sw o r k b e n c h , o n e w a ya n dt w o w a yf l u i d s o l i di n t e r a c t i o n ( f s i ) a r ec a r r i e dt og e t t h ec h a n g e so ft h ef l o wf i e l dn e a rt h ed e v i c e ，a sw e l la st h ed e f o r m a t i o na n dt h el o a d c h a n g eo ft h ec o l u m n t h es i m u l a t i o nr e s u l t sp r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h ef u r t h e r o p t i m i z a t i o nd e s i g n k e yw o r d s w a v ep o w e r ；n u m e r i c a lw a v et a n k ； f l u i d - s o l i di n t e r a c t i o n ； m o v i n gm e s h ；f l o a t e r i v 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 课题的研究背景及意义 随着经济的发展，人类对能源的需求也不断增加，而当今主流能源仍然为石 油、煤炭、天然气等化石能源，随着这些不可再生能源的日益减少，能源的价格 急速上升，石化、农业、冶金、交通运输等许多行业都受到了不同程度的影响， 经济快速发展与能源匮乏的矛盾也日益突出，能源问题已经成为世界性问题。同 时，随着人们环保意识的增加，石油、煤炭、天然气等能源所带来的环境污染、 温室效应等问题也逐渐引起人们的重视，新能源的开发和利用势在必行。 我国是仅次于美国的第二大能源生产国，近些年来随着经济的快速发展，我 国的能源消费总量也已连续多年位于世界前列【1 】，按照目前统计的每年平均开采量 计算，我国的石油到2 0 4 0 年枯竭，天然气到2 0 6 0 年耗尽，煤炭存储量到2 3 0 0 年 开采完毕【2 】。我国现在虽然能源品种丰富，但人均占有量少，而且由于开采条件较 差，开采技术有限，很容易出现问题，如煤炭开采过程中回采率低，安全事故频 发，对地下水系和地表生态的破坏，油田开采的漏油事故等。此外，由于在能源 使用过程中带来了的日益严重的环境问题，发展低碳经济在2 0 1 0 年两会期间已经 被正式提上议程【2 】。温家宝总理在2 0 1 0 年3 月份召开的第十一届全国人民代表大 会第三次会议上提出要大力开发低碳技术，坚持节能减排的原则，积极发展新能 源和可再生能源，加强智能电网建设【3 】。我国作为能源消费大国，如果采用可再 生能源发电，不仅能在电力生产过程中减少废气和废水的排放量，有利于环境的 保护，还能有效地减少化石能源的消耗，保证能源供应的持续性，所以如何有效 地利用可再生新能源已成为我国未来能源战略的重要抉择。 近些年来，主要被开发利用的可再生新能源有：水能、太阳能、风能、海洋 能、地热能、氢能、生物质能等，其中水能、太阳能、风能、地热能已经得到一 定的发展，并开始发挥作用 4 1 。人类从十八世纪末就开始研究海洋能，由于海洋恶 劣的环境而一直没有付诸实施，但海洋能绿色无污染、取之不尽、用之不竭的特 点，让各个国家都没有放弃对它的研究。近几十年，由于科学技术的进步，特别 是材料、防腐、密封等技术的进步，海洋能的研究有了突飞猛进的发展【5 1 。 山东大学硕士学位论文 海洋能是蕴藏在海水中的可再生清洁能源，主要包括海浪能、潮汐能、潮流 能、海洋温差能、海水盐差能等1 6 ，海浪能是由于海面受到风的作用而产生波浪运 动所具有的能量；潮汐能和潮流能是由作用于海水的月球和太阳的引潮力产生【刀； 海洋温差能是由于海水受到太阳辐射而使表层海水与深层海水之间有温度差所具 一有的能量；盐差能是指海水和淡水之间由于盐度不同所蕴藏的能量。海洋能能源 种类多种多样，都可以加以利用，比如海浪能、潮汐能、潮流能属于机械能，可 以将其能量带动发电机进行发电；海洋温差能属于热能，可以用热力循环的方式 将其转化为机械能来进行发电；海水盐差能属于化学能，可以通过化学方式将其 转变成电能 8 - 1 0 。在海洋能中，潮汐能和潮流能受时间和地域限制较大，海洋温 差能适合的地区为低纬度大洋，海水盐差能适合的地区为江河入海处。海浪能虽 然是海洋能中最不稳定的一种能源，但是它品位最高、能流密度最大、分布范围 最广，而且海浪能的利用最不受地域的限制，不占用海岸线的土地，因此世界各 海洋大国都十分重视海浪能的研究和利用【1 1 1 2 1 。 全球海洋面积为3 6 亿平方公里，占地球总表面积的7 1 ，海洋中可以利用的 能量超过了全球能源需求总和。全世界海洋能的储量，按粗略估计，海浪能大约 为2 5 亿千瓦，潮汐能大约为2 7 亿千瓦，潮流能大约为5 0 亿千瓦，海洋温差能大 约为2 0 亿千瓦，海水盐差能大约为2 6 亿千e t l o l 。我国海岸长3 2 0 0 0 公里( 包括 6 0 0 0 多个岛屿) ，其中大陆海岸线1 8 0 0 0 多公里，海洋能资源非常丰富，具有广阔 的开发前景。沿海地区多为经济发达地区，人口密集，用电量大，但缺乏常规能 源，需要花费很高的运输成本从中西部地区运送石油、煤炭、天然气，或西电东 送，同样有很大的电能损耗。同时，离海岸较远的岛屿上铺设海底电缆输电的投 入也很高，而一些较小的岛屿还尚未解决供电问题。如果能合理开发和使用海洋 能，不仅能解决上述问题，还能有效的缓解能源问题，优化能源结构，保障低碳 经济的顺利实施，实现经济发展和环境保护的双赢局面。 2 第1 章绪论 1 2 国内外海浪发电研究现状 1 2 1 国外海浪发电的研究进展 海浪能是海面在风的作用下产生波浪运动所具有的动能和势能，海浪发电是 将海浪的动能和势能吸收，并将其转换成电能。海浪发电的研究开始很早，1 7 9 9 年，巴黎就出现了第一个海浪能转换装置的专利【l3 1 。1 9 1 0 年，法国人波拉岁奎利 就用特制的装置进行了海浪发电试验，并从海浪中获得了l k w 的电能。1 9 6 4 年， 日本人发明了世界上第一台气动式波力发电装置航标灯，成功的将海浪能转 换为气体的能量，用以推动空气涡轮机发科1 4 j 。 从2 0 世纪7 0 年代开始，受石油危机的影响，日本、挪威、英国等海洋能丰 富的国家都把海浪能作为未来能源的重要组成部分，并大力研究利用。日本在1 9 7 8 年制造了“海明号 海浪发电船，并在1 9 7 8 1 9 8 6 年间，由日本、英国、美国、 加拿大、爱尔兰五国共同合作，先后三次对“海明号 进行海浪发电史上最大规 模的海上原型实验，但因其发电成本过高，并未进行商业应用【l o l 。挪威海浪发电 研究虽然起步很晚，但发展很快，对海浪发电装置的理论设计方面提出了很多的 思路，包括后来被广泛采用的收缩波道式海浪发电装置【l5 1 。英国在海浪发电方面 贡献颇多，早在2 0 世纪8 0 年代初就已经成为世界海浪能研究中心1 1 6 1 ，1 9 9 0 年， 英国在苏格兰建造了一座7 5 k w 的振荡水柱式海浪发电站，1 9 9 5 年，英国又建造 了第一座商业性质的海浪发电站，装机容量为2 0 0 0 k w i l 7 】。 进入2 1 世纪以后，海浪发电的研究有了飞速的发展，2 0 0 4 年，英国在苏格兰 建成了装机容量为5 0 0 k w 的振荡水柱式海浪发电