基于浮式防波堤的后弯管波浪能发电模型研究

摘要

后弯管波浪能发电技术是振荡水柱发电技术中的一种,因其具有良好的波浪能捕获性能而被广泛研究.为了研究吃水深度、气室形状、后弯管迎浪面形状和水平管长度对后弯管俘获宽度比的影响,首先基于仿真软件Fluent建立波浪水槽数值模型,然后进行比例模型试验,最后对比数值模型和比例模型结果以验证仿真结论.研究结果表明:在形成封闭气室的条件下,吃水深度越小,俘获宽度比越大;当气室形状改变造成工作液面截面积变化时,会对俘获宽度比产生影响;气室形状对喷嘴处流速影响明显,当气室倾角θ为60°时,俘获宽度比和喷嘴处流速最大;改变后弯管迎浪面形状可以改善波浪能捕获效果;长度适合的水平管可以提高俘获宽度比,当水平管长度超过波长的1/4后俘获宽度比降低.可见,4种参数对后弯管的发电性能有较大的影响.研究结果对浮式防波堤的海上发电工程具有一定的参考价值.