振荡浮子式波浪能转换装置模型试验 被引量：24

1

作者 勾艳芬 叶家玮 +1 位作者 李峰 王冬姣 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期498-501,共4页

讨论了一种振荡浮子式简易波能转换装置,并在华南理工大学港航实验室进行了模型试验。实验验证了该波能转换装置能量采集系统的性能稳定,在入射波激励时垂荡运动效果较好,能量转换效率较高,且该装置结构简单、建造成本较低。

关键词 波能转换装置 振荡浮子 转换效率

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海洋波浪能发电技术的发展与应用 被引量：20

2

作者 沈利生 张育宾 《能源研究与管理》 2010年第4期55-58,共4页

随着世界能源的日趋紧张和环境问题的日益凸显,海洋波浪能作为一种清洁、可再生能源而备受世界各国的重视。文章首先介绍了波浪能的定义、成因与优点,针对海洋波浪能发电技术的基本原理、能量转换系统等作了全面综述,介绍了国内外海洋... 随着世界能源的日趋紧张和环境问题的日益凸显,海洋波浪能作为一种清洁、可再生能源而备受世界各国的重视。文章首先介绍了波浪能的定义、成因与优点,针对海洋波浪能发电技术的基本原理、能量转换系统等作了全面综述,介绍了国内外海洋波浪能发电技术的进展和主要波能装置。 展开更多

关键词 波浪能 波浪能发电 波能转换装置 新能源

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波能装置与浮式防波堤集成系统的水动力性能 被引量：8

3

作者 张恒铭 胡俭俭 +1 位作者 周斌珍 刘品 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1117-1122,共6页

为了研究波能装置与防波堤集成系统的发电与防波性能,使用粘性计算流体动力学软件Star-CCM+建立了二维数值波浪水槽模型。对比方箱在水槽中垂荡运动的实验结果,验证了数值模型,使用该模型研究了动力输出装置的阻尼为最优的情况下,方箱形... 为了研究波能装置与防波堤集成系统的发电与防波性能,使用粘性计算流体动力学软件Star-CCM+建立了二维数值波浪水槽模型。对比方箱在水槽中垂荡运动的实验结果,验证了数值模型,使用该模型研究了动力输出装置的阻尼为最优的情况下,方箱形、Berkeley-Wedge形、三角形和三角加挡板形4种不同底部形状对浮子防波性能和发电性能的影响。结果表明:浮子形状不对称的集成装置的防波和发电性能都要优于浮子形状对称的集成装置;三角加挡板形浮子的性能优越,具有成为理想的海岸保护与波能转换装置的巨大潜力。 展开更多

关键词 波能转换装置 浮式防波堤 水动力性能 粘性计算流体力学理论 防波性能 发电性能 集成系统 Star-CCM+软件

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二自由度波能转换装置动力学建模 被引量：7

4

作者 王晓明 尚建忠 +1 位作者 罗自荣 丛楠 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2010年第5期50-53,共4页

基于二自由度惯性摆工作原理,提出了一种可实现海洋机器人能量自给的波能转换装置。该机械装置可将波浪运动分解,经过一种改进的单向离合器,可将两个自由度上的往复摆动分别转化为正反向转动,扭转卷簧蓄能。对该机械装置进行简化,应用La... 基于二自由度惯性摆工作原理,提出了一种可实现海洋机器人能量自给的波能转换装置。该机械装置可将波浪运动分解,经过一种改进的单向离合器,可将两个自由度上的往复摆动分别转化为正反向转动,扭转卷簧蓄能。对该机械装置进行简化,应用Lagrange方程建立动力学模型。利用四阶龙格-库塔算法进行算例分析,得到两个自由度上摆角的变化规律,并且通过比较获得了可以对装置优化的参数和条件,对进一步研究该波能转换装置的动态特性、机构优化设计、效率分析和系统控制具有非常重要的意义。 展开更多

关键词 二自由度惯性摆 波能转换装置 单向转换装置海洋机器人 LAGRANGE方程

原文传递

振荡浮子式波能装置的功率计算分析及参数设计 被引量：1

5

作者 王德莉 李霁 +4 位作者 杨雯 任志聪 张晓燕 史加荣 姚继涛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期406-414,共9页

波浪能是重要的可再生资源之一,提高波浪能装置的能量捕获率是波浪能规模化利用的关键。本文对波浪能的能量转换装置进行了研究,针对装置于不同摇荡条件下的最大平均输出功率、最优阻尼系数及相关参数进行演化分析及求解。利用牛顿定律... 波浪能是重要的可再生资源之一,提高波浪能装置的能量捕获率是波浪能规模化利用的关键。本文对波浪能的能量转换装置进行了研究,针对装置于不同摇荡条件下的最大平均输出功率、最优阻尼系数及相关参数进行演化分析及求解。利用牛顿定律及质心系、转动惯量等建立二自由度、四自由度波浪能转换装置耦合运动模型,基于时间离散化的差分原理求解,同时采用模拟退火算法降低时间复杂度,提出了改良的粒子群算法,得到较为准确的结果,为实际工程中波浪能的高效采集提供思路和途径。 展开更多

关键词 波能转换装置 纵摇 垂荡 耦合模式 振动力学原理 最大平均输出功率 参数设计 算法优化

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多自由度轴对称型波能转换装置水动力性能研究 被引量：5

6

作者 王冬姣 刘鲲 邱守强 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期119-131,共13页

提出了由垂直轴对称浮体和铰接动力输出(PTO)管组成的多自由度波能转换装置,垂向动力输出机构安装在PTO管内,在波浪作用下浮体可沿PTO管滑动。应用线性势流理论建立该波能转换装置的水动力分析模型,并简化为浮体垂荡、浮体及PTO管相对... 提出了由垂直轴对称浮体和铰接动力输出(PTO)管组成的多自由度波能转换装置,垂向动力输出机构安装在PTO管内,在波浪作用下浮体可沿PTO管滑动。应用线性势流理论建立该波能转换装置的水动力分析模型,并简化为浮体垂荡、浮体及PTO管相对于铰接点的纵摇和横摇3个单自由度运动方程。为了验证计算模型的正确性,在随浪工况下将各单自由度频域计算结果与基于AQWA-NAUT时域计算结果进行了比较。点吸收装置通常利用海浪作用下浮体相对于固定框架或水下物体的垂荡运动获取能量,其能量俘获带宽相对较窄,而论文提出的新型波能转换装置可俘获浮体多个自由度方向的能量。研究表明,相对于垂荡单自由度点吸收装置,新型多自由度轴对称型波能转换装置可提高波能俘获效率及能量俘获带宽。 展开更多

关键词 多自由度 波能转换装置 垂荡 纵摇

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海浪发电的典型装置和发展趋势 被引量：5

7

作者 杨家武 辛玉超 杨帆 《科技创新导报》 2015年第9期72-73,共2页

由于环境问题的日益突出,化石能源短缺的迫切需要,因此,海浪作为一种新型可再生的绿色资源,日益受到世界各国的高度重视。如何高效利用海浪资源成为了各国在寻求新能源道路上所遇到的巨大瓶颈,但随着波能转换技术日趋成熟,转换效率的逐... 由于环境问题的日益突出,化石能源短缺的迫切需要,因此,海浪作为一种新型可再生的绿色资源,日益受到世界各国的高度重视。如何高效利用海浪资源成为了各国在寻求新能源道路上所遇到的巨大瓶颈,但随着波能转换技术日趋成熟,转换效率的逐步提高,海浪发电装置凸显出越来越大的商业价值和生态价值,其研究现状可谓是百家争鸣,发展前景上也是大有可为。本文主要介绍了利用波浪发电的典型装置,分析了波浪能研究与利用的发展方向和趋势。 展开更多

关键词 海浪发电 波能转换装置 发展方向 趋势

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船体摆式波能转换装置外形优化 被引量：3

8

作者 耿大洲 岳旭辉 陈启卷 《海洋技术学报》 2018年第4期89-94,共6页

为提高波能转换装置的生存能力,提出了一种新型的船体摆式波能转换装置:将所有活动部件封装在船体中,避免海水腐蚀;装置漂浮在海上,依靠船体与内部摆的相对转动转换能量,减少海工结构成本,便于拖曳回港口维修;采用液压PTO将机械能转换... 为提高波能转换装置的生存能力,提出了一种新型的船体摆式波能转换装置:将所有活动部件封装在船体中,避免海水腐蚀;装置漂浮在海上,依靠船体与内部摆的相对转动转换能量,减少海工结构成本,便于拖曳回港口维修;采用液压PTO将机械能转换成电能输出。使用Fluent软件搭建数值波浪水槽,分析抛物线、双曲线、椭圆三种外形装置的水动力特性,并进行外形优化,结果表明:三种外形的船体摆式波能转换装置在波浪中均能够产生垂荡、纵荡、纵摇运动的动力,发电原理可行;船体采用不对称结构能够对波浪起到截止作用,减小能量向后辐射,光滑曲线外形可以减小旋涡造成的能量损失;椭圆形船体能够获得更大的纵摇水力矩,捕能效果更好。 展开更多

关键词 外形优化 波能转换装置 生存能力 船体摆式 数值波浪水槽

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振荡浮子阵列式波能转换装置水动力性能与效率研究 被引量：3

9

作者 王梦 陈林烽 孙士艳 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2021年第1期105-110,共6页

基于OpenFOAM开源软件,从连续性方程和NS方程出发,采用有限体积法(FVM)离散控制方程,流体体积法(VOF)追踪自由液面,采用动网格技术模拟物体在流体中的运动,研究多振荡浮子阵列式波能转换装置的水动力特性及能量转换效率.为验证OpenFOAM... 基于OpenFOAM开源软件,从连续性方程和NS方程出发,采用有限体积法(FVM)离散控制方程,流体体积法(VOF)追踪自由液面,采用动网格技术模拟物体在流体中的运动,研究多振荡浮子阵列式波能转换装置的水动力特性及能量转换效率.为验证OpenFOAM数值模拟结果的正确性,将基于OpenFOAM计算的单个浮体的非线性时域解与基于线性频域理论计算的稳态解进行对比.在保证对比结果基本吻合的基础上,分别针对单个浮子、双浮子阵列和三浮子阵列,研究其在不同能量输出系统阻尼、波长、波幅条件下的运动特征与能量转化效率,分析振荡浮子阵列在波浪中工作的水动力学机理和能量转化规律. 展开更多

关键词 OPENFOAM 水动力特性 能量转化效率 振荡浮子 波能转换装置

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摆式波能转换装置水动力特性频域分析 被引量：3

10

作者 陈文 滕斌 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2014年第6期59-67,共9页

基于势流理论,建立波浪与摆式波能转换装置作用的三维频域分析模型。应用数值模型对两种质量的摆式波能转换装置进行水动力分析,在考虑粘性阻尼作用的条件下,计算传动系统的最优扭阻系数。在最佳工况下,开展了波浪频率对摆板运动响应和... 基于势流理论,建立波浪与摆式波能转换装置作用的三维频域分析模型。应用数值模型对两种质量的摆式波能转换装置进行水动力分析,在考虑粘性阻尼作用的条件下,计算传动系统的最优扭阻系数。在最佳工况下,开展了波浪频率对摆板运动响应和俘获能量影响的系统研究,给出了波浪最佳频率范围、摆板振幅、能量俘获效率以及摆板表面的波动压强。 展开更多

关键词 波能转换装置 摆式 水动力特性 频域模型 波动压强 俘获效率

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地形对岸式波能装置性能的影响研究 被引量：1

11

作者 平丽 董国海 +1 位作者 游亚戈 李仕成 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期74-80,共7页

近岸带的海域、海底和海岸都是不规则的,会引起波浪的不规则变形、折射、绕射和反射,使得波能分布不均匀,可能会影响波能装置的性能。本文基于小振幅波理论假设,从线性势流理论出发,用边界元方法研究地形对岸式波能转换装置(以下简称岸... 近岸带的海域、海底和海岸都是不规则的,会引起波浪的不规则变形、折射、绕射和反射,使得波能分布不均匀,可能会影响波能装置的性能。本文基于小振幅波理论假设,从线性势流理论出发,用边界元方法研究地形对岸式波能转换装置(以下简称岸式装置)的水动力性能的影响。计算结果表明,地形的影响是非常大的,不可忽略。一些带前港的地形对提高岸式装置的转换效率很有价值。本文理论对地形无任何限制,因而提供了一个在线性理论范围内模拟复杂地形条件下装置附近流场的方法,同时说明此计算方法对波能电站的设计和工程选址有一定的参考价值。 展开更多

关键词 小振幅波理论 边界元法 岸式波能转换装置 水动力性能 前港 转换效率

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浮力摆波能发电装置的俘能特性分析 被引量：1

12

作者 范梦雨 赵江滨 +2 位作者 贾玉山 魏渊 王建新 《中国修船》 2020年第5期51-55,共5页

文章以浮力摆波能发电装置为研究对象,探索该装置的俘能特性的影响因素,利用AQWA水动力分析软件建立浮力摆的三维时域数值模型,分析浮力摆的净浮力、阻尼系数和转动关节的铰接位置对浮力摆波能发电装置的俘能特性的影响。结果表明:浮力... 文章以浮力摆波能发电装置为研究对象,探索该装置的俘能特性的影响因素,利用AQWA水动力分析软件建立浮力摆的三维时域数值模型,分析浮力摆的净浮力、阻尼系数和转动关节的铰接位置对浮力摆波能发电装置的俘能特性的影响。结果表明:浮力摆的净浮力、阻尼系数和转动关节的铰接位置对浮力摆波能发电装置的俘能特性均有较大的影响,为后续对装置的进一步探索提供依据和支持。 展开更多

关键词 波能转换装置 平均吸收功率 转换效率 俘能特性

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振荡浮子式波能发电浮堤一体化装置性能研究 被引量：1

13

作者 陈子和 嵇春艳 +1 位作者 郭建廷 卞向前 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2021年第10期22-30,共9页

文章提出一种带消波水道的方箱型浮式防波堤与振荡浮子式波浪能发电一体化装置概念设计方案,应用ANSYS Fluent软件,通过锚泊线准静态法、多体耦合动力学理论与Newmark-β法对一体化装置进行耦合水动力计算,分析不同阻尼及水道构型参数... 文章提出一种带消波水道的方箱型浮式防波堤与振荡浮子式波浪能发电一体化装置概念设计方案,应用ANSYS Fluent软件,通过锚泊线准静态法、多体耦合动力学理论与Newmark-β法对一体化装置进行耦合水动力计算,分析不同阻尼及水道构型参数对集成系统消波与俘能效率的影响。结果表明,在阻尼选取区间内,线性等效电磁阻尼的俘能效率整体上大于Coulomb等效液压阻尼,增加浮子质量或增加线性阻尼系数,均可提升一体化装置的俘能效率,而对消波性能影响甚微。减小出口宽度,对俘能效率的提升有利并能提升消波性能。当消波水道入口完全浸没于水下时,俘能效率相对更高,消波效果更优。这种新颖的一体化装置构型为后续相关的消波与波浪能转换耦合水动力模型研究提供了思路与借鉴。 展开更多

关键词 波能转换装置 浮式防波堤 消波水道 振荡浮子 俘能效率 黏性CFD理论

原文传递

阵列振荡浮子式波能转换装置试验 被引量：1

14

作者 勾艳芬 叶家玮 李峰 《广东造船》 2007年第2期1-3,共3页

本文介绍了一种阵列振荡浮子式简易波能转换装置,试验证明了该波能转换装置在没有进行二次转换的情况下,不仅保证了波能采集系统的性能稳定性而且提高了能量转换效率,为振荡浮子式波能转换装置的工程应用提供了有益的参考。

关键词 波能转换装置 振荡浮子 转换效率

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波能转换装置耦合振动非线性水动力特性研究

15

作者 耿大洲 陈启卷 +2 位作者 郑阳 顾兴远 牛玉博 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期135-144,共10页

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... 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。 展开更多

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

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加有“引浪板”的固定式气动型波能转换装置水动力性能的计算 被引量：1

16

作者 徐勤勤 费乃振 《上海交通大学学报》 EI CAS 1987年第5期13-25,122,共14页

寻找和利用新能源是目前人们普遍感兴趣的问题。海洋波浪能作为一种新的再生型替代能源正引起人们极大的注意。本文对波能转换装置中的一种——侧向开口固定式气动型波能转换装置的性能进行了理论计算,对以往常规形式的转换装置的开口... 寻找和利用新能源是目前人们普遍感兴趣的问题。海洋波浪能作为一种新的再生型替代能源正引起人们极大的注意。本文对波能转换装置中的一种——侧向开口固定式气动型波能转换装置的性能进行了理论计算,对以往常规形式的转换装置的开口形式进行了改进,加装了“引浪板”。通过理论计算证明,加装“引浪板”后,气室的转换性能有了较大的提高,找到了“引浪板”的最佳倾角,并与试验结果进行了比较。计算采用格林函数法,通过内外场的匹配求解流场。文中所用方法具有一定的普遍意义。 展开更多

关键词 引浪板 波能转换装置 侧向开口 最佳倾角

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含机械整流动力输出之多自由度波能转换装置的水动力性能

17

作者 王冬姣 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期646-658,共13页

为提高波能俘获效率,提出了一种由固定平台、垂直轴对称浮体、管状结构和三个动力输出(PTO)机构组成的多自由度波能转换装置,其中管状结构与固定平台之间采用万向接头连接,浮体与管状结构间采用运动导向机构连接使两者具有相同的纵摇和... 为提高波能俘获效率,提出了一种由固定平台、垂直轴对称浮体、管状结构和三个动力输出(PTO)机构组成的多自由度波能转换装置,其中管状结构与固定平台之间采用万向接头连接,浮体与管状结构间采用运动导向机构连接使两者具有相同的纵摇和横摇运动,浮体沿管状结构滑动的能量俘获采用机械整流PTO系统使与之连接的发电机实现单向旋转,其余两个PTO安装在铰接轴处;利用势流理论建立了该装置水动力分析的时域计算模型,其中静水力和Froude-Krylov力采用沿浮体静浮时湿表面积分的线性和沿瞬时湿表面积分的非线性两种方法分别计算;为考虑可能出现的大幅纵/横摇运动的影响,垂向机械整流PTO负载力分解到纵荡、横荡和垂荡方向时不作线性化处理;分析了随浪规则波作用下,波高、垂向PTO和纵摇PTO阻尼系数的影响。结果表明:在相同参数下采用非线性方法所得垂向PTO的波能浮获效率及装置总效率均小于线性方法所得结果,而纵摇PTO的波能浮获效率则大于线性方法结果;波高越大,两种方法所得结果之间的差值越大。 展开更多

关键词 多自由度 波能转换装置 机械整流

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内部摆式波能转换装置的水动力特性分析 被引量：1

18

作者 黄一凡 滕斌 丛培文 《中国水运（下半月）》 2014年第4期146-151,共6页

文中基于势流理论分别建立了内部摆式波浪能量转换装置的频域和时域分析模型。文中模型可以求解装置运动过程和能量俘获效率。应用频域分析模型,开展了活塞阻尼、活塞刚度、线性系泊刚度和波浪频率对俘获能量影响的系统研究,给出了波能... 文中基于势流理论分别建立了内部摆式波浪能量转换装置的频域和时域分析模型。文中模型可以求解装置运动过程和能量俘获效率。应用频域分析模型,开展了活塞阻尼、活塞刚度、线性系泊刚度和波浪频率对俘获能量影响的系统研究,给出了波能转换装置的最优参数范围。对于满足线性约束下的小幅度运动装置,开展了时域模型和频域模型的对比计算研究。通过对比时域模型和频域模型的运动幅值计算结果,验证了两模型的一致性和正确性。 展开更多

关键词 波能转换装置 水动力分析 数值模型

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空间并联弹簧波能转换装置水动力学研究

19

作者 姚涛 李桐先 +1 位作者 王玉龙 王志华 《制造业自动化》 北大核心 2023年第9期133-138,共6页

针对波浪能转换装置(WEC)能量捕获效率问题,设计了一种含有空间并联弹簧组件的非线性动力输出系统(PTO)。基于牛顿第二定律建立了浮子垂荡运动微分方程,获得给定波浪激励下振荡浮子的运动学规律。基于入口边界法构建三维规则波数值波浪... 针对波浪能转换装置(WEC)能量捕获效率问题,设计了一种含有空间并联弹簧组件的非线性动力输出系统(PTO)。基于牛顿第二定律建立了浮子垂荡运动微分方程,获得给定波浪激励下振荡浮子的运动学规律。基于入口边界法构建三维规则波数值波浪水槽,并进行了波能转换装置流固耦合动力学仿真分析,计算结果同理论模型结果一致。进一步考虑空间并联弹簧的弹性系数、空间几何夹角以及波高、波浪周期等波浪参数对装置波能转换效率的影响,获得PTO系统弹簧刚度系数的优化设计区间以及弹簧空间夹角取值区间。研究结果对非线性波能转换器的设计与优化具有重要的工程意义。 展开更多

关键词 并联弹簧 波能转换装置 流固耦合 水动力学

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含惯性摆发电装置之浮标的水动力分析 被引量：1

20

作者 王冬姣 王英毅 +3 位作者 邱守强 刘鲲 叶家玮 梁富琳 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期420-429,共10页

文章利用拉格朗日方程推导了含惯性摆波能发电装置之浮标在规则波作用下的七自由度运动方程。为了验证所推导公式的正确性,制作了一个物理模型,并对无负载阻尼工况在水槽中进行了模型试验。借助商业软件AQWA-LINE计算浮标的附加质量、... 文章利用拉格朗日方程推导了含惯性摆波能发电装置之浮标在规则波作用下的七自由度运动方程。为了验证所推导公式的正确性,制作了一个物理模型,并对无负载阻尼工况在水槽中进行了模型试验。借助商业软件AQWA-LINE计算浮标的附加质量、辐射阻尼系数及波浪扰动力。利用文中推导的方程,计算了浮标及摆锤的运动响应,并将理论计算得到的结果与实验结果进行了比较。最后,分析了负载阻尼系数对浮标纵摇运动、摆锤纵摇运动、摆锤相对纵摇运动及波能转换效率的影响。 展开更多

关键词 航标 惯性摆 波能转换装置

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