据搜狐公众平台2017年2月5日讯 日前，清华大学水利系郑思明“筏式波浪能海水淡化装置的水动力性能研究（Study on Hydrodynamic Characteristics of the Raft-type Wave Powered Desalination Device）”获得清华大学优秀博士学位论文一等奖。

郑思明：2016年清华大学优秀博士学位论文一等奖获得者

　　论文作者：郑思明
　　指导教师：张永良
　　培养院系：水利系
　　学　　科：水利工程
　　读博感言：积极主动，付出总有回报
　　研究背景/选题意义/研究价值
　　日益突出的淡水资源短缺问题已成为经济可持续发展的制约因素，利用海洋波动力直接淡化海水为沿海和海岛地区提供了不依赖电来制备淡水的解决方案。
　　利用波浪能直接驱动反渗透膜系统进行海水淡化的过程当中，水动力性能问题是核心技术难题。研发一种效率高、成本低直接淡化海水的系统技术，具有广阔的应用前景。
　　主要研究内容
　　先后将海水淡化系统视作筏式装置的能量俘获（PTO）系统和反渗透膜对流扩散模型，围绕筏式波浪能海水淡化装置（下图所示）的水动力性能问题开展了系统深入的研究。讨论了筏体长度、波浪周期、筏体横截面高宽比、筏体回转半径以及线性和非线性PTO系统对装置的波能俘获性能的影响规律，并揭示了活塞缸截面积、蓄能稳压器初始气体压强、反渗透膜宽度和波浪周期等参数对淡水产出流量以及淡水盐浓度的影响作用。

筏式波浪能海水淡化装置示意图

　　主要创新点
　　一、探索了回转半径等参数对波能俘获效率的影响，研究表明适当的回转半径可使筏体纵摇转速与波浪激励力矩趋于同相位，进而显著提高筏式波浪能装置的波能俘获能力；
　　二、研究了运动约束条件对最大波能俘获性能的影响，并发展了求解筏式波浪能装置最大波能俘获功率的理论计算模型；
　　三、提出了波动力直接淡化海水系统的波浪－俘能器－蓄能稳压器－反渗透膜组件耦合的数学模型，并揭示了多物理参数对淡化海水能力的影响规律。
　　相关链接
　　2015年6月12日下午，清华大学张永良教授应邀参加中国科学院电工研究所《科技前沿论坛》学术报告会，并作了题为“波浪能直接淡化海水系统若干关键技术的研究”的学术报告。报告会由彭爱武研究员主持。
　　张永良教授主要从事流体－结构相互作用、水动力学、海洋波浪能技术的研究，2005年教育部新世纪优秀人才计划获得者，现任清华大学水力学研究所所长，兼任中国水利学会水力学专业委员会副主任及中国可再生能源学会海洋能专业委员会委员。
　　报告中，张永良教授从海水淡化技术的能耗问题和波浪能利用技术介绍开始，讲述了目前国内外利用波浪能进行海水淡化的发展现状，指出研究一种操作简便可靠、移动灵活、成本低廉、高效直接利用波浪能淡化海水的系统技术，对进一步缓解淡水资源短缺问题具有重要的科学意义和实际应用价值。随后，张永良教授重点介绍了他们实验室研究的点式和筏式波浪能直接淡化海水装置。张永良教授带领的团队通过数学模型分析、数值计算和试验验证方法，研究了筏体长度、轴比、回转半径、动力输出特性、非线性阻尼以及运动约束等对波浪捕获因子的影响。此外，还研究了活塞半径对压力和日出水量的影响，以效率最优为原则，获得了我国南海海域波浪能直接海水淡化装置的优化设计方法。（来源：中国科学院电工研究所海洋能发电及其应用研究部）