振荡水柱波能转换器效率分析及改进方案研究

发布时间：2020-08-22 01:12

【摘要】：海洋中的波浪能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源。波浪能转换器可以将波浪能转换为电能等可利用的能源。波能转换装置的发展日新月异。振荡水柱(OWC)波能转换器是目前世界上应用最广泛的一种。本文通过数值方法研究了振荡水柱波能转换器的水动力学特性。同时，提出一种新型振荡水柱式波能转换器。 本文在势流理论的基础上，建立了OWC装置的二维数学模型。应用基于混合欧拉-拉格朗日（MEL）描述的去奇异边界积分方程法（DBIEM）模拟了完全非线性波浪。在对OWC气室内振荡气体压强的模拟时，忽略了空气的可压缩性，并认为通过空气透平的质量流速与压强差成正比（线性透平）。在前墙淹没深度较小时，本文数值计算的结果与早先理论分析的一致。同时，讨论了无量纲的气室宽度、前墙淹没深度、水深、波高和透平系数等对波能吸收效率的影响。 在此基础上，研究了OWC在消反射下的水动力学特性。通过调整OWC腔室内振荡压强的幅值和相位，使OWC工作于消反射状态。研究了波能吸收效率与OWC腔室内振荡气体压强的幅值、相位的关系。数值计算的结果表明：消反射状态下，OWC的波能吸收效率比传统形式的OWC高很多。此时，OWC腔室内振荡压强和通过透平的气体流量的幅值增大且二者存在相位差，这与传统的OWC是不同的。 根据以上分析，提出了一种新型OWC波能转换装置，这种新式OWC的气室内振荡压强和通过透平气体流量之间的相位差可以调整。因此在不同波况下，可以获得较高的能量吸收效率。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P743.2

【参考文献】

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本文编号：2800077