一种点吸收式波浪能装置水动力学研究  被引量:11

STUDY OF HYDRODYNAMICS OF POINT-ABSORBING WAVE-ENERGY DEVICE

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作  者:盛松伟[1,2,3] 游亚戈[1,2] 张亚群[1,2,3] 刘洋[1,2,3] 吝红军[1,2] 叶寅[1,2,3] 

机构地区:[1]中国科学院广州能源研究所,广州510640 [2]中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州510640 [3]中国科学院研究生院,北京100049

出  处:《太阳能学报》2013年第8期1443-1449,共7页Acta Energiae Solaris Sinica

基  金:国家科技支撑计划(2008BAA15B01)

摘  要:提出一种新型点吸收式波浪能装置,该装置采用弹簧回复液压缸作为二级能量转换机构,在波浪作用下装置垂荡做功。对装置受力分析后建立质量-弹簧-阻尼数学模型,运用基于简单格林函数的边界元方法进行水动力学分析和计算,求出波浪激励力和水动力学系数。重点优化外部弹簧系数和外部阻尼系数这两个关键参数;分析与优化是基于外部阻尼力随位移正弦变化的假定,而在实际系统中液压缸排油的背压基本不变,因此用等效阻尼力的概念来对应处理真实装置的外部阻尼力。最后根据完整的理论分析和优化设计结果举例计算。全文完整地给出处理该类问题的方法,优化的结果可有效指导实际装置的设计工作。A new kind of point-absorbing wave-energy device was introduced, which adopted the spring-back hydraulic cylinder as the second-order energy shifter. The wave-energy device worked under the force of wave up and down. Model of the wave-energy device was simplified into a spring-mass-damping system, and then its motion equation was built according to Newton' s second law. Based on simple Green function, boundary element method was presented to analyze the vertical motion of buoy, and the wave exciting force and hydrodynamics coefficient are solved. For attaining the maximum work produced by buoy, the optimal design on external-spring and external-damping coefficient was discussed in detail. The equivalent damping force was used to deal with the external-damping force, and some practical examples were calculated, and the result could instruct practice directly.

关 键 词:波浪能 点吸收式 水动力学分析 优化设计 等效阻尼 

分 类 号:P743.2[天文地球—海洋科学]

 

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