系统阻尼比对圆柱体流致振动能量捕获效率的影响分析

摘要

海流能是一种清洁稳定可再生的能源,利用流致振动捕获海流能成为近年的研究热点.本文基于离散点涡法对圆柱体流致振动发电装置的捕能效率展开研究,结合圆柱体双自由度运动方程与耦合振子方程,得到单圆柱体流致振动能量捕获效率公式.通过对比耦合振子方程的计算结果与Blevins的实验结果,分析不同阻尼比下的流致振动响应,发现阻尼比的增加引起结构振幅减小并引起结构运动轨迹的变化.进一步研究系统阻尼比对无量纲振幅比和能量捕获效率的影响,表明系统阻尼比在0.01～0.2范围内具有最高的能量捕获效率.