基于液压负载的摆臂式波能装置CFD分析

作     者：何广华 栾政晓 张志刚 荆芃霖 

作者机构：哈尔滨工业大学机电工程学院 哈尔滨工业大学(威海)海洋工程学院 山东船舶技术研究院 

出 版 物：《华中科技大学学报(自然科学版)》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年第52卷第10期

页      面：60-66页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：山东省泰山学者工程专项经费资助项目(tsqn201909172) 山东省高等学校青年创新团队科技计划资助项目(2019KJN003) 哈工大原创前沿探索基金资助项目(HIT.OCEF.2021037) 国家海洋局海洋可再生能源基金资助项目(GHME2018SF02) 

主　　题：波浪能发电装置 计算流体力学 数值波浪水池 动力输出系统 模型实验 

摘      要：为使研究摆臂式振荡浮子发电装置的水动力性能及输出功率更加贴近实际工程应用，应用计算流体力学方法(CFD)建立了摆臂式振荡浮子发电装置数值模型，建立了摆臂与浮子耦合模型并采用定阻力负载来模拟液压系统PTO(能量输出)中的活塞杆阻力．首先，对所建立的三维黏性数值波浪水池开展了网格和时间步收敛性验证；然后，基于重叠网格技术对摆臂式振荡浮子发电装置的不同吃水及PTO不同作用形式进行了研究；最后，分析了摆臂长度对装置水动力性能及输出功率的影响．结果表明：吃水增加可以使浮子在更短的摆臂长度下启动；在目标海况下，摆臂式振荡浮子发电装置的平均功率随着摆臂长度的增加先增大后降低，当力臂比为3.5时，总功率为10.26 kW，达到最大．