科研立项开题答辩最最终板

1、LOGO组组 长：郭文杰长：郭文杰小组成员：蒋羽桑、陈祥小组成员：蒋羽桑、陈祥 张赢今、郭杉张赢今、郭杉仿生鱼尾摆动海流发电装置研究仿生鱼尾摆动海流发电装置研究20142014年科研立项开题报年科研立项开题报告告项目简介项目简介课题背景课题背景选题依据选题依据研究方案研究方案可行性分析可行性分析创新点和特色创新点和特色预期成果预期成果一、课题背景l 海洋能1可再生2洁净无污染3能量多变，分布不均 海洋能通常包括：潮汐能、波浪能、海洋能通常包括：潮汐能、波浪能、海流能、海流能、海洋温差能、海洋盐海洋温差能、海洋盐差能差能 海洋每年吸收的太阳能相当于海洋每年吸收的太阳能相当于37万亿万亿kWh，每

2、每km2大洋表面水层含大洋表面水层含有的能量相当于有的能量相当于3800桶石油桶石油燃烧发出的热量，因此海洋又被称为燃烧发出的热量，因此海洋又被称为“蓝色油田蓝色油田”。一、课题背景l 海流能 海流能是指流动的海水所具有的动能。海流能是指流动的海水所具有的动能。 海流能发电：与风力、水力发电原理相似，利用流动的介质来海流能发电：与风力、水力发电原理相似，利用流动的介质来推动水轮机发电。海流发电装置主要有轮叶式、降落伞式和磁推动水轮机发电。海流发电装置主要有轮叶式、降落伞式和磁流式。流式。一、课题背景v 随着仿生技术的进步，模仿自然界中鱼类的运动方式和相应的运动官，随着仿生技术的进步，模仿自然界

3、中鱼类的运动方式和相应的运动官，即仿生机器鱼是目前水下机器人领域一个重要研究方向和研究热点，即仿生机器鱼是目前水下机器人领域一个重要研究方向和研究热点，主要集中在模仿鱼类的高效、高速、高机动，高静谧性。主要集中在模仿鱼类的高效、高速、高机动，高静谧性。v 目前，水下机器人的仿尾鳍推进方式的研究工作开展比较深入，尾鳍目前，水下机器人的仿尾鳍推进方式的研究工作开展比较深入，尾鳍推进器的实用化程度也较高，但并没有人进行过利用海流能冲击鱼尾推进器的实用化程度也较高，但并没有人进行过利用海流能冲击鱼尾使其摆动发电方面的研究。使其摆动发电方面的研究。（一）学术价值（一）学术价值（二）应用价值（二）应用价值

4、（三）国内外研究现状分析（三）国内外研究现状分析 实验研究表明：仿生鱼尾比传统螺旋桨实验研究表明：仿生鱼尾比传统螺旋桨推进推进效率高效率高30%，将其改造成的发，将其改造成的发电装置能够更加高效的利用海流能发电。电装置能够更加高效的利用海流能发电。目前，仿生鱼尾主要应用在水下机器人作为推动装置来带动船舶行驶，而用在目前，仿生鱼尾主要应用在水下机器人作为推动装置来带动船舶行驶，而用在发电方面的很少。仿生鱼尾发电装置的研究可望为能源利用开辟新的研究方向。发电方面的很少。仿生鱼尾发电装置的研究可望为能源利用开辟新的研究方向。随着全球气候变暖，能源供应紧张，各国政府加大可再生能源利用的力度，其随着全球

5、气候变暖，能源供应紧张，各国政府加大可再生能源利用的力度，其中就包含海洋能。我国一些沿海城市可以利用该装置进行发电，缓解能源紧的问题中就包含海洋能。我国一些沿海城市可以利用该装置进行发电，缓解能源紧的问题。二、选题依据研究方案研究方案 实验方案实验方案研究目标研究目标三、研究方案电能转换控制单元电能转换控制单元2 2）仿生鱼尾摆动控制）仿生鱼尾摆动控制1 1）仿生鱼尾最佳获能形状）仿生鱼尾最佳获能形状 3) 3) 往复式发电机往复式发电机(一)研究目标v 研究并研发出仿生鱼尾摆动海流发电装置研究并研发出仿生鱼尾摆动海流发电装置( (二）研究内容二）研究内容研究不同鱼类的研究不同鱼类的生物学构造

6、并进生物学构造并进行简化行简化, ,构造生构造生物学模型物学模型研究仿生鱼尾的研究仿生鱼尾的工作原理，建立工作原理，建立数学模型数学模型研究不同仿生鱼研究不同仿生鱼尾推动装置，确尾推动装置，确定出几种较好的定出几种较好的设计方案设计方案根据设计方案进根据设计方案进行试验，做出实行试验，做出实物模型物模型由浅入深，逐步分析，理论与实验相结合，注重创新。由浅入深，逐步分析，理论与实验相结合，注重创新。（三）研究方法（三）研究方法仿生实验模仿生实验模拟拟查阅相关文查阅相关文献献数学建模数学建模 郭文杰负责装置的整体设计及制作，以及各个系统间的配合和经费管理。应熟悉仿真软件，及一定的动手制作能力。 蒋

7、羽桑负责负责动力系统的曲轴或者毂轮的设计动力系统的曲轴或者毂轮的设计，以及平衡系统的结构设计。，以及平衡系统的结构设计。熟悉熟悉matlab或其他数学工具，进行参数的求取。或其他数学工具，进行参数的求取。 陈祥负责力学分析，验证机构的力学性能是否合理，模拟运动以及相关负责力学分析，验证机构的力学性能是否合理，模拟运动以及相关参数的确定。参数的确定。 张赢今负责仿真鱼尾的形状设计，材料的选取和制作。熟悉负责仿真鱼尾的形状设计，材料的选取和制作。熟悉soildworks和和cad等制图软件，还有一定动手加工能力。等制图软件，还有一定动手加工能力。 郭杉负责往复式发电机的研发与制作，熟悉电磁学及具备

8、很强的动手能负责往复式发电机的研发与制作，熟悉电磁学及具备很强的动手能力。力。4 4、实验方案、实验方案v技术路线图技术路线图四、可行性分析 仿生鱼尾摆动海流发电装仿生鱼尾摆动海流发电装置具有极其广阔的市场前景和置具有极其广阔的市场前景和很高的潜在价值很高的潜在价值 ; ; 此项研究对此项研究对不同类型鱼尾的工作原理及效不同类型鱼尾的工作原理及效率进行分析，进而探究其发电率进行分析，进而探究其发电性能性能, ,具有一定的研究价值具有一定的研究价值 ; ; 设设计出高效的利用海洋流发电装计出高效的利用海洋流发电装置置, ,对于节省能源有重大的科研对于节省能源有重大的科研价值和应用价值。价值和应用

9、价值。五、创新点及特色（一）项目的（一）项目的传统的海流发电转化方案传统的海流发电转化方案效率低，目前只有效率低，目前只有30-40%。创新点：创新点：本项目结构简单，降低加工成本项目结构简单，降低加工成本，对转化效率有较大幅度的提本，对转化效率有较大幅度的提高。高。传统海流发传统海流发电效率低电效率低本项目效率本项目效率高，成本低高，成本低（二）特色：（二）特色：实现可再生实现可再生能源的利用能源的利用大力开发可再生能源已成为世大力开发可再生能源已成为世界各国的共识界各国的共识.本项目符合节能本项目符合节能环保主题。环保主题。六、预期成果Achivement 1正在正在做做通过查阅资料及通过查阅资料及数据分析，设计数据分析，设计出不同类型鱼尾出不同类型鱼尾装置装置Achivement 25-6月月通过实验操作分通过实验操作分析各项方案的优析各项方案的优劣势、确定出最劣势、确定出最佳方案佳方案Achivement 38-11月月认真按照设计性认真按照设计性方案进行试验，并方案进行试验，并作好实验记录，写作好实验记录，写好实验报告，最后好实验报告，最后根据实验结果进行根据实验结果进行分析总结，构思论分