鄭思明：2016年大學優秀博士學位論文一等獲得者
筏式波浪能海水淡化裝置的水動力性能研究
StudyonHydrodynamicCharacteristicsoftheRaft-typeWavePoweredDesalinationDevice
作者：鄭思明
指導教師：張永良
培養院系：水利系
學科：水利工程
讀博感言：積極主動，付出總有回報。
研究背景/選題意義/研究價值
日益突出的淡水資源短缺問題已成為經濟可持續發展的制約因素，利用海洋波動力直接淡化海水為沿海和海島地區提供了不依賴電來制備淡水的解決方案。
利用波浪能直接驅動反滲透膜系統進行海水淡化的過程當中，水動力性能問題是核心技術難題。研發一種效率高、成本低直接淡化海水的系統技術，具有廣闊的應用前景。
主要研究內容
先后將海水淡化系統視作筏式裝置的能量俘獲（PTO）系統和反滲透膜對流擴散模型，圍繞筏式波浪能海水淡化裝置（右圖所示）的水動力性能問題開展了系統深入的研究。討論了筏體長度、波浪周期、筏體橫截面高寬比、筏體回轉半徑以及線性和非線性PTO系統對裝置的波能俘獲性能的影響規律，并了活塞缸截面積、蓄能穩壓器初始氣體壓強、反滲透膜寬度和波浪周期等參數對淡水產出流量以及淡水鹽濃度的影響作用。
筏式波浪能海水淡化裝置示意圖
主要創新點
1、探索了回轉半徑等參數對波能俘獲效率的影響，研究表明適當的回轉半徑可使筏體縱搖轉速與波浪激勵力矩趨于同相位，進而顯著提高筏式波浪能裝置的波能俘獲能力；
2、研究了運動約束條件對最大波能俘獲性能的影響，并發展了求解筏式波浪能裝置最大波能俘獲功率的理論計算模型；
3、提出了波動力直接淡化海水系統的波浪-俘能器-蓄能穩壓器-反滲透膜組件耦合的數學模型，并了多物理參數對淡化海水能力的影響規律。
代表性學術發表
1、ZhengSM,ZhangYL.2016.Wavediffractionandradiationbymultiplerectangularfloaters.JournalofHydraulicResearch,54(1):102-115.
2、ZhengSM,ZhangYL,ShengWA.2016.Maximumwaveenergyconversionbytwointerconnectedfloaters.JournalofEnergyResourcesTechnology,138(3),p.032004.
3、Zheng,SM,ZhangYL,ShengWA.2016.Maximumtheoreticalpowerabsorptionofconnectedfloatingbodiesundermotionconstraints.AppliedOceanResearch,58:95-103.
4、ZhengSM,ZhangYL.2016.Waveradiationfromatruncatedcylinderinfrontoverticalwall.OceanEngineering,111:602-614.
5、ZhengSM,ZhangYH,ZhangYL,etal.2015.Numericalstudyonthedynamicsotwo-raftwaveenergyconversiondevice.JournalofFluidsandStructures,58:271-290.
來源：大學研究生院
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