双气室振荡水柱波能装置水动力特性研究
作者单位：大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室
会议名称：《第三十届全国水动力学研讨会暨第十五届全国水动力学学术会议》
会议日期：2019年
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]
关 键 词：OWC 双气室 水动力特性 完全非线性 波浪水槽
摘 要：为了应对持续增长的能源需求和使用化石能源引发的环境问题,世界各国都在寻求开发可再生能源。波浪能作为海洋可再生能源的一种吸引了世界各海洋国家的关注。在众多的波浪能转换技术中,振荡水柱(OWC)式波能装置被广泛认可为最先进技术之一。关于在OWC水动力特性的研究中,绝大部分都是基于单气室OWC装置,然而该装置只有波浪频率在其共振频率附近时才是高效的。为了提高装置的能量转换效率和在更宽波频条件下吸收波能的能力,双气室式OWC波能装置被提出来并进行了一定的测试。作为作者前期单气室OWC装置研究工作的拓展,本研究考虑具有两个独立气室的固定式OWC波能装置,并与单气室OWC波能装置的水动力性能进行了对比。采用实验和数值的方法对双气室OWC装置的水动力效率、波面变化和气室压强进行了模拟研究。数值模型是基于完全非线性高阶边界元方法,并引入人工黏性来近似由于气室前墙诱发的水体黏性效应。模型实验在大连理工大学的波流水槽内开展。研究发现,与单气室OWC装置相比,双气室OWC装置能够拓宽有效频带宽度和改善水动力性能,这些发现有助于实际工程中OWC波能装置的设计和应用。