浮式风机平台与多波浪能转换装置混合系统的设计与水动力性能分析

摘要

基于势流理论,建立了浮式风机平台—波浪能浮子的混合系统耦合运动频域数值模型,其中浮子与平台之间通过能量输出系统(power take off(PTO))连接.采用高阶边界元方法计算耦合水动力系数,并对浮子辐射阻尼进行黏性修正;根据某一典型海况,对柱形波能装置的尺寸及布置方式进行优化设计;考虑最优PTO阻尼,研究不同设计的混合系统发电功率及功率体积比的变化规律.结果表明:势流无黏性修正结果与黏性修正后的结果在共振频率处差别较大,且随着圆柱直径吃水比的减小而增加,证明了黏性对垂荡式波浪能浮子的重要性;整个混合系统的最优发电功率随着圆柱形波浪能浮子直径吃水比的增大而增大,而功率体积比差别较小.