【摘要】：海洋中的波浪能是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源。波浪能轉(zhuǎn)換器可以將波浪能轉(zhuǎn)換為電能等可利用的能源。波能轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)展日新月異。振蕩水柱(OWC)波能轉(zhuǎn)換器是目前世界上應(yīng)用最廣泛的一種。本文通過數(shù)值方法研究了振蕩水柱波能轉(zhuǎn)換器的水動力學(xué)特性。同時，提出一種新型振蕩水柱式波能轉(zhuǎn)換器。 本文在勢流理論的基礎(chǔ)上，建立了OWC裝置的二維數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用基于混合歐拉-拉格朗日（MEL）描述的去奇異邊界積分方程法（DBIEM）模擬了完全非線性波浪。在對OWC氣室內(nèi)振蕩氣體壓強(qiáng)的模擬時，忽略了空氣的可壓縮性，并認(rèn)為通過空氣透平的質(zhì)量流速與壓強(qiáng)差成正比（線性透平）。在前墻淹沒深度較小時，本文數(shù)值計算的結(jié)果與早先理論分析的一致。同時，討論了無量綱的氣室寬度、前墻淹沒深度、水深、波高和透平系數(shù)等對波能吸收效率的影響。 在此基礎(chǔ)上，研究了OWC在消反射下的水動力學(xué)特性。通過調(diào)整OWC腔室內(nèi)振蕩壓強(qiáng)的幅值和相位，使OWC工作于消反射狀態(tài)。研究了波能吸收效率與OWC腔室內(nèi)振蕩氣體壓強(qiáng)的幅值、相位的關(guān)系。數(shù)值計算的結(jié)果表明：消反射狀態(tài)下，OWC的波能吸收效率比傳統(tǒng)形式的OWC高很多。此時，OWC腔室內(nèi)振蕩壓強(qiáng)和通過透平的氣體流量的幅值增大且二者存在相位差，這與傳統(tǒng)的OWC是不同的。 根據(jù)以上分析，提出了一種新型OWC波能轉(zhuǎn)換裝置，這種新式OWC的氣室內(nèi)振蕩壓強(qiáng)和通過透平氣體流量之間的相位差可以調(diào)整。因此在不同波況下，可以獲得較高的能量吸收效率。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P743.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2800077