浅析试验教学平台的功能和特色
更新日期:2018-06-20     浏览次数:161
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海洋波力发电试验教学平台可根据我国四大海域波浪要素的实际情况,结合波流水槽的大小及其造波造流能力条件,可按一定缩尺来模拟实际的海况,从而量测各物理和几何要素如何影响铰接浮体的相对角位移、振子的位移、液压缸活塞杆的拉压力、输出电压和发电效率,试验教学平台主要有下面的特色功能:1)分别改变波浪的波高和周期,通过倾角传感器分别量测铰接的两个浮体的角位移,从而分析波浪要素对铰接浮体间相对角位移的影响规律;通过布置在活塞杆轴上的拉压力传感器来观测活塞杆所受轴向力随时间的变化过程,从而分析波浪要素对活塞作用力的影响规律;通过布置在浮体内部的激光位移计,来观测振子的位移,来分析波浪要素对振子往复运动随时间变化规律;通过示波器来读取电压,从而分析电压随波浪要素的变化规律。2)分别改变振子的质量和弹簧的刚度,通过倾角传感器、接压力计、激光位移计和示波器分别观测两个浮体间的相对角位移、活塞杆的轴力、振子的位移和输出电压,从而分析振子的质量和弹簧的刚度对铰接浮体间相对角位移、液压缸轴向力、振子振动响应、发电功率的影响规律。3)分别改变电路中的负载,通过倾角传感器、接压力计、激光位移计和示波器分别观测两个浮体间的相对角位移、活塞杆的轴力、振子的位移和输出电压,从而分析电路负载对铰接浮体间相对角位移、液压缸轴向力、振子振动响应、发电功率的影响规律。4)分别改变悬板的长度,通过倾角传感器、接压力计、激光位移计和示波器分别观测两个浮体间的相对角位移、活塞杆的轴力、振子的位移和输出电压,从而分析悬板长度对铰接浮体间相对角位移、液压缸轴向力、振子振动响应、发电功率的影响规律。5)分别改变水流流速,通过倾角传感器、接压力计、激光位移计和示波器分别观测两个浮体间的相对角位移、活塞杆的轴力、振子的位移和输出电压,从而分析水流流速对铰接浮体间相对角位移、液压缸轴向力、振子振动响应、发电功率的影响规律。
多浮能原理海洋波力发电试验教学平台根据我国四大海域波浪条件,结合自身的硬件和软件条件及专业特色,设置海洋波浪能利用的试验教学平台特色栏目。由于特色栏目中富有创新性的内容,为了维护教师的知识产权权益,学生需进行注册之后,方可利用特色项目中的资源。
1)试验电子课件。及时把各波力发电的试验课程的电子课件上传到学校的网络学堂,从而让学生们在课前下载进行预习,来熟悉、理解和掌握实验的目的、内容、原理和步骤,提高试验教学效率和质量。
2)试验教学内容。我国的海洋强国战略,迫切需要我们培养出更多的具有创新型和复合型的人才,而试验教学恰恰是培养学生理论和实践相结合的重要载体,也是培养学生综合应用各学科知识及提升创新和实践能力的重要环节。当今世界科技日趋重视学科交叉,单一学科知识试验教学内容已无法满足21世纪培养创新型复合型人才目标的需要,而创新思维、创新能力和实践能力一定是在主动地运用多学科知识和技能的实践过程中形成的。围绕培养学生的创新意识和实践能力所创设的波力发电试验教学平台,具有较丰富的功能,从而根据同学们的发散思维,可在该平台上实施创新性的试验内容。采用学生自主设立的创新大赛试验课题和老师们每年设立的开放性创新试验课题相结合方法,提供学生自主探索、创新、综合实践锻炼的机会。老师每年设立的SRT课题,在全校发布,便于各系学生自由申请组队,开展创新试验。
3)多学科知识融合。要实现高效、可靠地进行波力发电,还面临着一些涉及流体力学、结构动力学、机械学、电学学科交汇在一起的技术难题,迫切需要具有多学科知识并运用多学科知识解决问题能力的人才。海洋波力发电教学试验能较好地让同学们较好地观察流-固-机-电耦合的相互作用机理,通过试验能较好理解和掌握流-固-机-电学科的知识,培养学生们综合应用多学科知识来分析和解释实验中所观察到的各种物理现象,掌握多学科知识,提高运用多学科知识解决实际问题的能力。
4)前沿技术探索。至今为止,波力发电技术还未实现商业化,一个很重要的原因是效率较低频响宽度较小,为了解决好该问题,提出并建立了多俘能原理的新颖波浪能装置的试验教学平台,该试验教学平台为学生们进行前沿技术探索提供了可能,并激发同学们热爱海洋波力发电,可充许同学在现有装置的基础上提出技术改进或发明更新颖装置技术,加深对开发新能源的认知和探索热情。
5)团队合作精神。该试验教学平台上开展试验,牵涉到多个方面的试验内容和试验操作,如操作造波和造流、观测角位移、平移、拉压力、电压、波浪要素、水流要素等,要求多位同学们通力合作开展试验。