淹没深度对三自由度波能浮子获能的影响

黄淑亭¹,翟晓宇¹,刘延俊^1,2*,史宏达^3,4

1. 山东大学海洋研究院, 山东 青岛 266237;2. 山东大学机械工程学院, 山东 济南 250061;3. 中国海洋大学工程学院, 山东 青岛 266100;4. 山东省海洋工程重点实验室, 山东 青岛 266100

发布日期:2020-12-15

作者简介:黄淑亭(1991— ), 女,山东淄博人,博士后,主要研究方向为海洋可再生能源利用. E-mail:hst@sdu.edu.cn. *通信作者简介:刘延俊(1965— ),男,山东济南人,教授,博士生导师,主要研究方向为流体动力控制,波浪能发电技术,深海探测技术与装备. E-mail:lyj111@sdu.edu.cn
基金资助:山东省政府联合基金重点支持项目(U1706230);山东省重大科技创新工程项目(2018CXGC0104);国家重点研发计划项目(2016YFE0205700);青岛市博士后应用研究项目等项目资助

Power capture influence of the submerged depth for the three-freedom oscillating body wave energy converter

HUANG Shuting¹, ZHAI Xiaoyu¹, LIU Yanjun^1,2*, SHI Hongda^3,4

1. Institute of Marine Science and Technology, Shandong University, Qingdao 266237, Shandong, China;
2. School of Mechanical Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China;
3. College of Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, Shandong, China;
4. Shandong Provincial Key Laboratory of Ocean Engineering, Qingdao 266100, Shandong, China

Published:2020-12-15

摘要/Abstract

摘要： 为明确浮子淹没深度对三自由度浮子装置获能的影响,提出漂浮式与淹没式两种浮子模型,计算并比较在不同淹没深度和波浪条件下浮子的获能特性。浮子模型具有纵荡、垂荡与纵摇3个运动自由度。浮子选用直立圆柱体浮子。淹没深度分别设置为其高度的0.5、1.0、1.5与2.0倍,质量相同。漂浮式浮子模型作为对照,基于线性势流理论与边界元方法,建立浮子水动力学模型,计算浮子水动力学参数及运动响应,并采用线性能量转换(power take-off, PTO)系统阻尼,计算并对比浮子在最优PTO阻尼下的平均输出功率,分析淹没深度对浮子获能的影响。研究结果表明,增大淹没深度可以减小浮子的波浪激励力和平均输出功率。对于三自由度浮子,漂浮浮子在低频波浪下获能特性较好,而具有较小淹没深度的浮子在高频波浪下性能更优。


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