波能转换装置耦合振动非线性水动力特性研究

摘要：

针对一种新型波能转换装置,开展非线性水动力特性研究.在势流理论基础上,考虑装置不规则外形(不对称,且水线面面积不恒定)与位置变化等非线性因素对回复力的影响,并引入Morison模型分析流体黏性的附加惯性力效应与阻力效应,建立包含主要的线性与非线性水动力、从波能捕获到转换全过程的非线性动力学模型.利用计算流体动力学法搭建数值波浪水槽,开展波能转换装置响应的准确模拟,并将数值波浪水槽与所提出的非线性动力学模型的结果对比,进行非线性水动力的效应研究和系数辨识.结果表明:传统线性模型造成对波能转换性能的过高估计,非线性水动力模型显著提高了自由衰减振荡、波浪-装置耦合响应等过程的计算精度;Morison模型系数在不同工况中是变化的,幅值响应因子的计算在共振频率附近对Morison模型系数的敏感性最高.研究结果可为准确、快捷地衡量波能转换装置性能提供指导.

关键词：波能转换装置、非线性水动力、数值波浪水槽、波浪-装置耦合响应

所属期刊栏目：42

分类号：TH1

资助基金：国家自然科学基金52179088

在线出版日期：2023-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：135-144