非对称垂荡式振荡水柱波能转换装置的水动力性能
2023-12-21鲍锦涛程一帆邓争志叶杨莎
海洋工程 2023年6期
关键词:效率
鲍锦涛,程一帆,邓争志,叶杨莎
(1.浙江大学 海洋学院,浙江 舟山 316021;2.南京水利科学研究院,江苏 南京 210029)
随着世界经济的快速发展以及全球人口的不断增长,传统化石燃料资源日渐枯竭,人类正逐步向以可再生能源为主的绿色低碳、可持续能源时代迈进[1]。海洋拥有广阔的表面积,蕴含的可再生能源储存量非常丰富,而中国也有着丰富的海洋能资源,有着巨大的潜力[2]。其中波浪能具有能量集中、对环境负面影响小等优势[3],已受到很多国家和地区的重视[4]。20世纪70年代爆发的石油危机促使人类加快了对波浪能转换装置(WEC)的研究。为了高效提取海洋中的波浪资源,各式各样的波能转换装置应运而生。在大量的研究中,振荡水柱(OWC)型波能转换装置因其结构和机械上的简单性而被认为是最有前景的一种[5],在海洋工程领域得到了广泛的应用。
当前对OWC型波能转换装置的研究方法主要有理论分析、数值模拟和物理试验3种。理论分析主要基于线性势流理论,建立一个解析模型来探究OWC装置水动力性能的过程。早期,Evans[6]考虑气室尺寸较小将内部的水柱振荡近似为失重活塞运动,提出OWC的波能转换理论。Sarmento和De O Falcão[7]首先考虑了空气压缩性的影响,并指出其影响可用线性化方法表示。近十年,Deng 等[8]提出一种有助于装置在较宽波频范围内实现功率高效提取的新型V 形通道OWC 系统。He等[9]通过理论模型,研究了气室宽度、壁面吃水深度和空气室体积对桩承式OWC防波堤波功率提取的影响。……
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