漂浮式風(fēng)－浪能混合利用系統(tǒng)運(yùn)動模型數(shù)值分析

韓端鋒，丁松，馬慶位

(1.哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001;2.倫敦城市大學(xué)工程及數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，倫敦英國EC1V 0HB)

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漂浮式風(fēng)－浪能混合利用系統(tǒng)運(yùn)動模型數(shù)值分析

韓端鋒1，丁松1，馬慶位2

(1.哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001;2.倫敦城市大學(xué)工程及數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，倫敦英國EC1V 0HB)

摘要:風(fēng)浪能混合發(fā)電技術(shù)具備可提高平臺利用效率、增加并穩(wěn)定發(fā)電量和減小發(fā)電成本的特點(diǎn)。本文以STC型漂浮式風(fēng)浪能混合利用系統(tǒng)為例，建立并求解風(fēng)浪能混合利用系統(tǒng)的非線性聯(lián)合運(yùn)動方程組，分析風(fēng)浪能混合利用系統(tǒng)的波浪載荷、風(fēng)載荷。計(jì)算風(fēng)浪能混合利用系統(tǒng)的運(yùn)動響應(yīng)，并將數(shù)值計(jì)算的結(jié)果與已有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，驗(yàn)證了風(fēng)浪能混合利用系統(tǒng)數(shù)學(xué)運(yùn)動模型的準(zhǔn)確性和適用性。應(yīng)用該數(shù)學(xué)運(yùn)動模型分析PTO(power takeoff)參數(shù)BPTO對波能裝置發(fā)電性能的影響。在一定范圍內(nèi)，增加BPTO使俘獲寬度比曲線帶寬變小，且俘獲寬度峰值對應(yīng)入射波頻率向低頻區(qū)轉(zhuǎn)移。

關(guān)鍵詞:浮式風(fēng)機(jī);波能浪裝置;風(fēng)浪能混合發(fā)電;數(shù)值模擬;聯(lián)合運(yùn)動方程;能量吸收裝置;運(yùn)動模型

研究漂浮式風(fēng)電技術(shù)對于開發(fā)我國深水海域風(fēng)電有重要的理論價(jià)值和長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。世界上很多地方已開始對漂浮式風(fēng)電技術(shù)進(jìn)行研究［1－2］。但是，深海風(fēng)電技術(shù)還面臨著若干問題。一是像陸上風(fēng)電一樣，海上風(fēng)電波動性、間歇性、不規(guī)則性強(qiáng)、穩(wěn)定性差。二是海上風(fēng)電開發(fā)成本較高，企業(yè)的回報(bào)率較低?！?br>