《陣列擺式波浪發電裝置的性能研究》是依託華南理工大學，由邱守強擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：陣列擺式波浪發電裝置的性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：邱守強
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
擺式波浪發電裝置是一種公認的高效波浪能吸收模式，目前研究熱點多集中在單個裝置的波能轉換效率和最佳化控制上。然而，多個波浪發電裝置的陣列布置是實現其工程、實用化的發展趨勢和必然要求。因此對陣列擺式波浪發電裝置的性能及其裝置單元之間相互作用的研究具有重要意義。本項目擬從數值分析和模型實驗角度研究多個陣列布置底部鉸接擺式波浪發電裝置的性能。考慮了波浪對擺式波浪發電裝置粘性阻尼的影響，建立包含粘性阻尼在內的陣列擺式波浪發電裝置運動回響的數學模型並求解，開展實驗驗證及最佳化，並對實海況進行相似轉換和預測。分析裝置幾何尺寸、吃水深度、布置形式、布置間距、負載阻尼及波浪參數等對裝置單元的水動力性能、功率輸出頻域回響寬度的影響。研究可以擴大陣列布置波能捕獲頻域回響寬度的影響因素，以實現裝置連續、獨立、穩定的功率輸出，為布置更多裝置時功率輸出的預測和布置形式、布置間距的選擇提供理論和實驗依據。
結題摘要
當前能源危機和環境污染的現狀是人們面臨的痛點，該課題通過對海洋波浪能的開發利用技術進行研究，為能源的獲取探索多樣化的渠道。在國家自然科學基金的支持下，該項目主要開展了如下幾點內容的研究並取得了若干成果： 1、針對大規模擺式波浪發電裝置陣列線形布置的形式，利用模型的對稱性特點開展了特徵函式展開法的理論求解，分析了規則正向入射波浪和斜向入射波浪情況下裝置的水動力特性；計算了裝置在不同間距寬度比條件下的運動回響、能量轉換效率、波浪能量反射、透射分數等參數變化；將理論計算結果同已有文獻其他方法的結果進行比較研究，結果表明我們的計算方法簡單有效，在相同計算機配置情況下，我們的方法計算時間較短，所得結果經比較和其他文獻吻合度較好。在最佳化的裝置間距和負載阻尼情況下，裝置的波能轉換效率可以達到27%。 2、在裝置運動方程中考慮了非線性粘性阻尼的影響，參考船舶橫搖理論給出了粘性阻尼的計算公式；並將考慮粘性阻尼的計算結果同實驗結果比較，吻合較好，表明給出的粘性阻尼公式比較適合於該類擺式波浪能轉換裝置的性能計算。在共振周期附近，如若不考慮粘性阻尼的影響，理論計算結果會比實驗結果高30%左右。 3、在波浪水槽中開展了擺式波浪發電裝置的物理模型實驗；結合擺式裝置的水動力特點，對壓載控制和負載控制的最佳化效果及可操作性能進行了研究；並從工程角度研究了裝置不同能量轉換階段的效率，給出了電阻負載阻尼和動力負載阻尼的函式關係。 該項目的研究結果不僅為波浪發電裝置的陣列布置設計提供工程參考，同時還可以將研究成果延伸至海洋防波堤的套用方面，為海洋波浪能發電裝置和防波堤結合開闢了新的工程結合。
