具有波浪能转换功能的浮式防波堤性能研究

《具有波浪能转换功能的浮式防波堤性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第7期可再生能源Vol.33No.72015年7月RenewableEnergyResourcesJul.2015具有波浪能转换功能的浮式防波堤性能研究122刘崇期，陈兵，康海贵（1.大连理工大学建设工程学部，辽宁大连116024；2.大连理工大学海洋与科学技术学院，辽宁盘锦124221）摘要：文章对具有波浪能转换功能的浮式防波堤性能进行评估。根据有限元空间离散法和VOF技术建立二维数值波浪水槽，模拟波浪和浮体之间的相互作用以及浮体的运动，同时记录浮体前后的波高，讨论浮子尺寸和阻尼系数对波浪透射

2、系数和波浪能提取效率的影响。结果表明：波浪透射系数随着阻尼系数的增加而减小；在文章研究的浮子尺寸范围内，最大能量提取效率和最佳阻尼系数都随着浮子尺寸的增加而增加。关键词：浮式防波堤；波浪能转换装置；数值波浪水槽；波浪透射；波浪能提取效率中图分类号：P743.2文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）07-1117-06DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.07.0250引言初始设计波浪能转换装置时，通常用一个阻尼力随着全球能源消费的增长，能源安全和环境来模

3、拟能量转换系统作用于浮子上的荷载。对于问题越来越受到关注，各国科学家都在努力研究形状和大小固定的浮子，在最佳阻尼力作用下，浮新能源。波浪能作为一种清洁的可再生能源，吸引子能获得最大的能量提取效率。通常来说，大尺寸了无数研究者的目光。在过去的数十年中，许多种的浮子更容易获得更多的能量，但是建造和安装不同类型的波浪能装置被研发出来并投入运行，的费用也会增加。一个优化后的浮式防波堤-波但波浪能的开发远没有像海上风能那样获得成浪能转换装置应该具有高的能量提取效率和低的功。波浪能的开发需要在海上为波浪能装置建造透

4、射系数，同时制造和安装的费用控制在一个合一个底座或者支撑系统，大大增加了投资成本，限理的水平，而这都与浮子的尺寸密切相关。为了实制了波浪能装置的规模化和商业化。当一个波列现这些目标，对浮子在波浪作用下的水动力特性通过波浪能装置时，由于一部分波浪能量被波浪进行研究显得尤为重要。能装置提取，从而使通过装置后的波高下降。波浪国内外许多学者都对浮体与波浪的相互作用[1]能装置的作用与防波堤有一些类似，防波堤把波进行了研究。Isaacson基于二维波浪衍射理论建浪反射回海里，而波浪能装置则提取一部分波浪立数学模型

5、，采用势流理论，利用格林函数求解拉能量并把它转化成电能。因此，将浮式防波堤和波普拉斯方程，求出速度势，最后得到垂直导桩浮式[2]浪能转换装置的功能结合是一个切实可行的选防波堤的透射系数和垂荡运动幅值。Koutandos择。当一个浮子既被用来做具有消浪功能的浮式对浮式防波堤的性能进行了研究，发现相对宽度防波堤，又被用来充当提取能量的波浪能装置时，（浮式防波堤宽度与水深的比值）是影响透射性能[3]该浮子不能完全被固定，也不能完全随波浪一起的一个重要参数。Carver的研究发现，浮式防波运动，这两种极端情况都

6、不能从波浪中提取较多堤透射系数与防波堤的相对长度（防波堤的尺寸能量。为了能从波浪中提取较多能量，需要将一个与波长的比值）密切相关，但与波陡关系不大。[4]能量转换系统，如液压缸，连接在可移动的浮子Zhou通过物理模型试验研究了不同类型浮式防上，转换系统作用在浮子上相当于一个阻尼力。在波堤对波浪能吸收的影响，结果发现圆筒式浮式收稿日期：2015-01-31。基金项目：国家自然科学基金（51379037）；国家自然科学基金国际合作交流项目（51311130315）；大连理工大学基本科研业务费专项（DUT14

7、QY46）。作者简介：刘崇期（1987-），男，湖南新化人，硕士研究生，研究方向为海洋能及海洋工程。E-mail：1012235326@qq.com通讯作者：陈兵（1970-），男，辽宁大连人，副教授，研究方向为海洋能及海洋工程。E-mail：chenbing@dlut.edu.cn·1117·可再生能源2015，33（7）[5]防波堤具有较好的能量提取效率。Oliver对浮式设无反射活塞推板产生入射波，另一端是吸波板防波堤进行了总结，并对不同类型的防波堤造价见图1。考虑到浮子的运动，对上述数值波浪水槽

8、进行了对比，建议建造浮式防波堤所使用的材料模型进行了改进。浮子周围的网格节点可以按任要耐用，防波堤结构尽可能简单，便于维修。盛祖意给定的运动方式移动，即按任意拉格朗日-欧[6]荫对有锚链连接的矩形浮箱式防波堤进行了物拉法（ALE）的方式移动，如图2所示，粗黑框内的理模型试验，发现浮箱式防波堤的消浪效果取决网格点是可以移动的。于防波堤的挡水面积；挡水面积越大，作用于浮箱上的波浪压力越大，消浪效果越好，同时对箱体的造自由表面吸波波[7]构造要求