后彎管波浪能利用技術(shù)及樣機(jī)設(shè)計(jì)

吳必軍，李　猛,4，伍儒康,4，陳天祥,4

（1.中國科學(xué)院廣州能源研究所，廣東　廣州 510070；2.中國科學(xué)院可再生能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東　廣州 510070；3.廣東省新能源和可再生能源研究開發(fā)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東　廣州510640；4.中國科學(xué)院大學(xué)，北京　100049）

后彎管波浪能利用技術(shù)及樣機(jī)設(shè)計(jì)

吳必軍1,2,3，李猛1,2,3,4，伍儒康1,2,3,4，陳天祥1,2,3,4

（1.中國科學(xué)院廣州能源研究所，廣東廣州 510070；2.中國科學(xué)院可再生能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510070；3.廣東省新能源和可再生能源研究開發(fā)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510640；4.中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049）

分析總結(jié)了目前世界上發(fā)展的后彎管波浪能利用技術(shù)。歷史資料表明，水槽規(guī)則波模型實(shí)驗(yàn)俘獲寬度比最大值達(dá)到了79.1%，水池規(guī)則波實(shí)驗(yàn)最高值達(dá)到172.8%，而且都呈現(xiàn)較寬的通頻帶。水池隨機(jī)波實(shí)驗(yàn)俘獲寬度比平均值最高為52%。后彎管技術(shù)表現(xiàn)出優(yōu)良的波浪能量轉(zhuǎn)換特性。基于前期的研究基礎(chǔ)，經(jīng)過對模型的改進(jìn)和水槽規(guī)則波實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)模型從波浪能到氣動(dòng)功率的俘獲寬度比最高值達(dá)到了99%，遠(yuǎn)超過歷史文獻(xiàn)最好值79.1%。樣機(jī)設(shè)計(jì)表明，基于后彎管技術(shù)發(fā)展的波浪能利用裝置具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

波浪能；后彎管；俘獲寬度比

海洋波浪能蘊(yùn)藏量豐富，開發(fā)利用潛力巨大[1]。開發(fā)利用波浪能對于我國海洋資源開發(fā)、海島建設(shè)、海防、海洋觀測、海水淡化等具有重要意義。

目前波浪能利用技術(shù)種類繁多，但基于漂浮式技術(shù)發(fā)展的裝置由于可以工廠批量低成本生產(chǎn)、建造受海洋環(huán)境影響小、適用面廣而成為國際上發(fā)展的主流技術(shù)。漂浮式波浪能技術(shù)種類繁多，但絕大部分波浪能利用技術(shù)是在波浪直接作用下利用載體（空氣、海水、結(jié)構(gòu)物）與結(jié)構(gòu)物（支撐平臺(tái)）的相對運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換波浪能量，還有一部分是利用載體受波的壓力產(chǎn)生形變或通過壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換能量。形變或壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換波浪能量由于波浪產(chǎn)生的壓頭不高而轉(zhuǎn)換效率不高，這兩類技術(shù)轉(zhuǎn)換效率最高不超過5%[2]。不同的轉(zhuǎn)換載體后續(xù)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是不一樣的,如圖1所示，這些機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和建造成本差別很大。

漂浮式技術(shù)中，通過結(jié)構(gòu)物（一般稱振蕩浮子）這種載體轉(zhuǎn)換能量的形式很多，有圓餅型[3]、長條型[4]，其最突出代表是點(diǎn)頭鴨形式[5]。這些技術(shù)前級能量轉(zhuǎn)換特征是波浪能轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)物的機(jī)械能，是目前國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展的主流。1974年，著名波浪能專家Salter提出了點(diǎn)頭鴨式技術(shù)，其特點(diǎn)是利用特殊設(shè)計(jì)的外形和運(yùn)動(dòng)形式，提高一級轉(zhuǎn)換效率，使二維正弦波水槽試驗(yàn)的俘獲寬度比超過90%。在寬水池實(shí)驗(yàn)中，在松弛系泊系統(tǒng)作用下，其正弦波浮獲寬度比不超過40%[6]，而在剛性構(gòu)架作用下，其正弦波浮獲寬度比超過160%。點(diǎn)頭鴨技術(shù)高效的關(guān)鍵是鴨體具有圓形的后部，以及其轉(zhuǎn)軸基本固定。然而通過結(jié)構(gòu)物與結(jié)構(gòu)物形成漂浮相對運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換能量這種雙（多）浮體形式，綜合成本（材料成本、建造成本、系泊成本、投放成本、維護(hù)成本等）做到低成本的空間小，結(jié)構(gòu)物之間在惡劣海況下相互運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)超限幾率大，相撞事件不可避免，安全系數(shù)低。以液壓系統(tǒng)作為后續(xù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)復(fù)雜，液壓系統(tǒng)中采用油作為工質(zhì)有對海洋環(huán)境產(chǎn)生污染的風(fēng)險(xiǎn)。

漂浮式技術(shù)中，通過海水這種載體轉(zhuǎn)換能量最突出代表是歐洲多國合作的Wave Dragon波力裝置，其特點(diǎn)是單浮體（承載平臺(tái)），裝置要承擔(dān)轉(zhuǎn)換載體（海水）的重量，因此其結(jié)構(gòu)規(guī)模強(qiáng)勁和龐大，在風(fēng)、波和流共同作用的海況下，系泊系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，投資大，水輪機(jī)同海水接觸，受海生物附著影響大，發(fā)展緩慢[7]。

漂浮式技術(shù)中，通過空氣這種載體轉(zhuǎn)換能量就是所謂的漂浮振蕩水柱技術(shù)，其前級能量轉(zhuǎn)換過程也可理解為是波浪能轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)物的機(jī)械能過程，與漂浮振蕩浮子轉(zhuǎn)換原理一樣，其特殊性是載體和承載平臺(tái)合二為一。后續(xù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是管道、空氣透平、發(fā)電機(jī)（或其它負(fù)載）。相對于相同裝機(jī)功率的漂浮振蕩浮子裝置，由于去掉了強(qiáng)大的支撐平臺(tái)，裝置規(guī)模至少降低2/3，將導(dǎo)致材料、建造、運(yùn)輸、投放、回收、系泊等成本大幅度降低。該技術(shù)總體結(jié)構(gòu)簡單，材料利用率高，運(yùn)輸、投放和回收工藝簡單和成本低，維護(hù)成本低，海生物附著影響小，環(huán)境友好。

圖1　波浪能到電能的后續(xù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)

漂浮振蕩水柱式技術(shù)優(yōu)秀代表是后彎管技術(shù)[8-9]，其突出特點(diǎn)是裝置整體搖、蕩運(yùn)動(dòng)的充分利用，使其俘獲寬度比（指氣動(dòng)功率與裝置迎波面寬度內(nèi)的入射波功率之比，由于“聚波”效應(yīng)，有的條件下裝置入射波功率遠(yuǎn)大于裝置迎波面寬度內(nèi)的波浪功率，這就是兩者之比大于100%的原因）較高(窄水槽試驗(yàn)接近80%[8-9]，寬水池試驗(yàn)達(dá)到172.8%[11])。本文介紹后彎管技術(shù)的發(fā)展歷程和樣機(jī)設(shè)計(jì)。

1　國外后彎管技術(shù)重要進(jìn)展

1986年，著名波浪能專家Masuda[10]提出了后彎管技術(shù)概念，如圖2所示。該裝置由一個(gè)L形的導(dǎo)管、一個(gè)浮室、一個(gè)氣室、一個(gè)空氣透平和一個(gè)發(fā)電機(jī)組成，海水從導(dǎo)管的后部開口端進(jìn)入，推動(dòng)氣室內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的空氣推動(dòng)空氣透平驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出電能。該技術(shù)從波浪能到電能轉(zhuǎn)換一般分為兩級，初級轉(zhuǎn)換（Primary Conversion）是從波浪能到氣動(dòng)能量，第二級轉(zhuǎn)換（Secondary Conversion）是從氣動(dòng)能量到電能。

圖2　后彎管波能裝置示意圖

從收集的文獻(xiàn)可知，1999年，印度人Pathak等同Masuda合作，對一個(gè)前方后圓（未延伸）長1.2 m、寬0.87 m、高0.9 m的后彎管模型以及彎管向后分別延伸0.32 m、0.47 m和0.62 m共4種模型進(jìn)行了水池試驗(yàn)研究。水池長30 m、寬30 m、深3 m，彎管氣室水線面積為0.87 m×0.27 m=0.234 9 m2，模型吃水深度為0.45 m。研究表明，適當(dāng)延長后彎管的長度不僅提高了俘獲寬度比的峰值，而且拓寬了頻率響應(yīng)寬度。研究表明，在波高0.25 m、周期1.65 s規(guī)則波作用下，氣動(dòng)功率達(dá)到了155 W，俘獲寬度比達(dá)到了172.8%。研究表明，在JONSWAP波譜作用下，向后延伸0.47 m的后彎管模型俘獲寬度比平均值達(dá)到了52%（入射波功率按計(jì)算，Hs入射波有義波高（m），Tz入射波平均周期（s），B浮體迎波寬度（m））[11]。2011年，日本學(xué)者Imai等對一個(gè)前方后方（未延伸）長0.85 m、寬0.78 m、高0.6 m的后彎管模型（Type-A）以及彎管向后分別延伸0.15 m（Type-B）、0.47 m（Type-C）共3種模型進(jìn)行了水槽和水池試驗(yàn)研究。造波水槽長18 m、寬0.8 m、深1.2 m，造波水池長65 m、寬5 m、深7 m，模型吃水深度都為0.35 m。規(guī)則波實(shí)驗(yàn)研究表明，未延伸后彎管的俘獲寬度比在水槽實(shí)驗(yàn)中最高可到70%（水槽寬度與模型寬度之比為1.03），而在水池實(shí)驗(yàn)中達(dá)到了大約108%（水池寬度與模型寬度之比為6.41）。水槽規(guī)則波實(shí)驗(yàn)表明，向后延伸的后彎管模型俘獲寬度比要低于未延伸的后彎管模型。未延伸模型尺度放大3倍在水池中進(jìn)行了發(fā)電實(shí)驗(yàn)，此時(shí)模型尺度為長2.55 m、寬2.34 m、高1.8 m，吃水1.05 m，空氣透平為帶導(dǎo)葉的沖動(dòng)透平。規(guī)則波實(shí)驗(yàn)研究表明，其俘獲寬度比最高為78%（水池寬度與模型寬度之比為2.14），從波浪能到電的轉(zhuǎn)換效率最高為49%[12]。最近幾年未查到有關(guān)后彎管能量轉(zhuǎn)換性能的實(shí)驗(yàn)研究文獻(xiàn)。

2008-2011年，愛爾蘭基于后彎管技術(shù)研建的1:4 OE Buoy海試樣機(jī)投放成功運(yùn)行，裝置自重28 t，經(jīng)受住了幾次強(qiáng)颶風(fēng)的考驗(yàn)（圖3）[13]。

圖3　海試中的OE Buoy裝置（2006年）

表1　國外后彎管模型能量轉(zhuǎn)換性能研究進(jìn)展

2　我國后彎管技術(shù)的重要進(jìn)展

1989年，中國科學(xué)院廣州能源研究所開始了后彎管型波力發(fā)電導(dǎo)航浮標(biāo)的研究工作，1990年4月研制出第一臺(tái)雙胴體型后彎管波力發(fā)電導(dǎo)航燈浮標(biāo)，當(dāng)時(shí)造波水池試驗(yàn)表明，其俘獲寬度比比傳統(tǒng)的中心管型波力發(fā)電導(dǎo)航浮標(biāo)高1倍；1993年又研制出新一代前方后圓浮室后彎管波力發(fā)電導(dǎo)航燈浮標(biāo)，性能較雙胴體型又有了很大提高，更適應(yīng)淺水微浪水域的要求，生產(chǎn)了3臺(tái)樣機(jī)，分別在湛江和珠江口伶仃洋北面水域進(jìn)行實(shí)用試驗(yàn)。1994年，中國科學(xué)院廣州能源研究所向日本出口一套WBF2.86×2.2A型后彎管波力發(fā)電導(dǎo)航燈浮標(biāo)，并于1995年4月為其研制了配套用BD4501型波力發(fā)電裝置，日本波能專家益田善雄先生于1995年9月在日本明古屋西南的三河灣進(jìn)行了海上試驗(yàn)，結(jié)果表明，在相同地點(diǎn)、相同波況、外形尺寸近同條件下發(fā)電量為日本自己研制的雙胴體后彎管波力發(fā)電裝置的10倍，獲得益田善雄先生高度贊賞。中國科學(xué)院廣州能源研究所獨(dú)創(chuàng)的燈船用后彎管波力發(fā)電裝置，已于1993年10月通過鑒定，先后有3艘波力發(fā)電燈船在瓊州海峽中水道、北水道和珠江口投入使用。1995年，中國科學(xué)院廣州能源研究所研制成功當(dāng)時(shí)世界上裝機(jī)容量最大的5 kW后彎管波力發(fā)電裝置（圖4），裝置自重19 t，1996年1月5 kW裝置成功投放在珠江口桂山島西南面海域，地點(diǎn)為東經(jīng)113°47′24″、北緯22°06′12″，試驗(yàn)中記錄到最大發(fā)電功率為5.7 kW[14]。在1996年3月通過相關(guān)部門驗(yàn)收。

在后彎管技術(shù)研究中，我國波浪能專家梁賢光等人作出了重要貢獻(xiàn)，見表2。1995年，梁賢光等人在文獻(xiàn)[15]中描述了4種后彎管模型實(shí)驗(yàn)研究成果，這4種后彎管模型分別為雙胴體后彎管浮體模型、單胴體后彎管浮體模型、圓柱形浮室后彎管浮體模型、前方后圓浮室后彎管浮體模型。研究表明前方后圓浮室后彎管浮體模型在波高0.1 m、周期1.25 s、模型質(zhì)量30 kg條件下，得到最高40.5%的俘獲寬度比[15]。為改進(jìn)后彎管波力發(fā)電浮標(biāo)的性能，1997年，梁賢光等人在文獻(xiàn)[16]中對6種模型（前方后圓浮室后彎管浮體、橫軸半圓浮室后彎管浮體、橫軸半圓加寬后彎管浮體、90°圓弧后彎管浮體、前方后圓浮室后伸型后彎管浮體(Ⅰ)、前方后圓浮室后伸型后彎管浮體(Ⅱ)）進(jìn)行了新一輪試驗(yàn)研究，測定了它們的氣室平均輸出氣流功率隨波周期的變化曲線，最后確定了最佳浮體“前方后圓浮室后伸型后彎管浮體(Ⅱ)”。研究表明前方后圓浮室后伸型后彎管浮體(Ⅱ)模型在波高0.1 m、周期1.25 s、模型質(zhì)量24 kg條件下，得到最高俘獲寬度比為73.3%，而且高效區(qū)周期寬度擴(kuò)大[16]。為進(jìn)一步提高后彎管能量轉(zhuǎn)換性能，2000年，梁賢光等在文獻(xiàn)[17]描述了4種新的前方后圓浮室后伸型后彎管浮體模型的能量轉(zhuǎn)換性能。試驗(yàn)研究表明，將后彎管水平段適當(dāng)向后延伸，有利于波能轉(zhuǎn)換效率的提高，并使特性變得較為平緩，擴(kuò)大響應(yīng)波周期范圍[17]。為了研究多點(diǎn)系泊下后彎管浮體波能轉(zhuǎn)換性能、錨泊力和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以獲得多點(diǎn)系泊下的最佳后彎管浮體模型和最佳系泊方式，梁賢光等人采用前方后圓浮室后伸型模型在水池中進(jìn)行了多種工況下的性能實(shí)驗(yàn)。研究表明，系泊系統(tǒng)對后彎管浮體波能轉(zhuǎn)換性能有很大影響，在波高0.1 m、周期1.271 s、3點(diǎn)松弛系泊下可使俘獲寬度比達(dá)到150.7%[18]。為了降低大型裝置的建造成本，梁賢光等人以前期最佳模型為基礎(chǔ)采用雙聯(lián)和三聯(lián)方式對后彎管波力發(fā)電浮體模型性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明并聯(lián)式后彎管浮體模型的最佳響應(yīng)周期同單體模型基本一樣，各單元浮體性能略有差異，位于中間的單元浮體性能略低于兩側(cè)的浮體，波能轉(zhuǎn)換性能隨浮體數(shù)量增加而下降，多點(diǎn)系泊使并聯(lián)式后彎管裝置效率提高。并聯(lián)式后彎管波力發(fā)電裝置采用標(biāo)準(zhǔn)化單元設(shè)計(jì)，靈活組成不同裝機(jī)容量的裝置，將大大降低錨泊系統(tǒng)、海底電纜系統(tǒng)的費(fèi)用[19]。2014年，劉臻等考察了氣室內(nèi)水柱振蕩幅度與入射波波高和入射波周期之間的關(guān)系，分析了氣室完全開敞、輸氣管添加負(fù)載以及彎管橫管長度對氣室內(nèi)水柱振蕩的影響[20]。

圖4　我國5 kW后彎管裝置（1996年）及海試

3　近期后彎管技術(shù)模型試驗(yàn)結(jié)果

2014年12月（從2001年到2015年時(shí)隔15 a），對模型C的能量轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了重新測試，測試水槽長56 m、寬1.2 m、水深為0.925 m，自然垂鏈，錨鏈長2.4倍水深，即222 cm，吃水24 cm，總重12.129+25=37.129（kg），研究得到的結(jié)果如表3所示，最高為80.8%。該結(jié)果同文獻(xiàn)[17]的結(jié)果相當(dāng)，說明盡管時(shí)隔了10多年，盡管采用的浪高儀、差壓傳感器等不同，但得到了幾乎一樣的結(jié)果，互相進(jìn)行了驗(yàn)證，兩個(gè)時(shí)間段的測量結(jié)果是可信的。

2015年，為了進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率，依據(jù)一些理念對模型進(jìn)行了一些改進(jìn)，從傳統(tǒng)的后圓浮室改成了后三角浮室，如表3中的模型D。大量實(shí)驗(yàn)表明，模型D俘獲寬度比有一定的提高，最高達(dá)到了82.5%。模型D的俘獲寬度比隨周期的變化情況可查看表3模型D對應(yīng)的圖。對模型D進(jìn)一步改進(jìn)得到模型E，見表3中的模型E。水槽實(shí)驗(yàn)表明，模型E俘獲寬度比最高達(dá)到了99.15%，而且有較寬的通頻帶（為隨機(jī)波條件下得到較高的轉(zhuǎn)換效率創(chuàng)造了條件）。

表2　我國后彎管模型能量轉(zhuǎn)換性能研究進(jìn)展

表3　最新模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4　樣機(jī)設(shè)計(jì)

基于模型E的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，我們設(shè)計(jì)了一些樣機(jī)并進(jìn)行比對，如表4所示。顯然，對于同一尺度和同一吃水深度的模型，由于材料密度及厚度不同，將導(dǎo)致模型總質(zhì)量不同。本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎昧四举|(zhì)材料，木板厚度為7 mm，木板浮力大，導(dǎo)致在一定吃水條件下，模型總質(zhì)量過大，達(dá)到了46.6 kg。我們以模型浮力艙排開水的重量來計(jì)算樣機(jī)的重量。模型E排開水的質(zhì)量計(jì)算為33.7 kg。根據(jù)相似理論，當(dāng)模型放大5倍得到實(shí)型，那么波浪能樣機(jī)發(fā)電裝置的迎波寬為2.61 m，長為5.93 m，重量為4.2 t（包括壓艙物的重量），在波峰周期2.9 s、波高為0.5 m條件下，輸出氣動(dòng)功率為1.87 kW，氣動(dòng)功率到電的轉(zhuǎn)換效率按25%計(jì)，可輸出平均電功率0.47 kW（目前國際上氣動(dòng)能量到電的轉(zhuǎn)換效率實(shí)海況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)已接近60%[21]）。當(dāng)模型放大20倍得到實(shí)型，那么波浪能樣機(jī)發(fā)電裝置的迎波寬為10.44 m，長為23.72 m，重量為239.7 t，在波峰周期5.8 s、波高為2 m條件下，輸出氣動(dòng)功率為239.7 kW，如果氣動(dòng)功率到電的轉(zhuǎn)換效率按25%計(jì)，可輸出平均電功率60 kW，如果氣動(dòng)功率到電的轉(zhuǎn)換效率按50%計(jì)，可輸出平均電功率120 kW。從模型試驗(yàn)到樣機(jī)的多種物理和幾何特性表現(xiàn)看，后彎管技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

表4　新型發(fā)電浮體特性比較

5　結(jié)論

（1）基于后彎管振蕩水柱技術(shù)發(fā)展的漂浮式波浪能裝置由一個(gè)簡單結(jié)構(gòu)物構(gòu)成，其材料、建造、運(yùn)輸、投放、回收、系泊實(shí)現(xiàn)低成本的空間大，由于沒有結(jié)構(gòu)物與結(jié)構(gòu)物超限運(yùn)動(dòng)相撞問題，其可靠性高，生存能力強(qiáng)。后續(xù)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)位于水面上，便于維修，也避免了海生物附著的影響；

（2）后彎管技術(shù)水槽規(guī)則波實(shí)驗(yàn)波浪能到氣動(dòng)功率俘獲寬度比已達(dá)到99%，水池規(guī)則波實(shí)驗(yàn)俘獲寬度比達(dá)到172.8%，同著名的點(diǎn)頭鴨技術(shù)相當(dāng)（轉(zhuǎn)軸固定），在海洋工程上優(yōu)于點(diǎn)頭鴨技術(shù)。后彎管技術(shù)在隨機(jī)波條件下從波浪能到氣動(dòng)功率的俘獲寬度比達(dá)到52%。

（3）基于后彎管振蕩水柱技術(shù)發(fā)展的波浪能發(fā)電裝置在幾何尺度、質(zhì)量方面等相對目前發(fā)展的其它波浪能利用技術(shù)有優(yōu)越性。

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Research on the Backward Bent Duct Buoy Wave Energy Conversion Technology and Prototype Design

WU Bi-jun1,2,3,LI Meng1,2,3,4,WU Ru-kang1,2,3,4,CHENG Tian-xiang1,2,3,4
1.Guangzhou Institute of Energy Conversion,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510640,Guangdong Province,China; 2.Key Laboratory of Renewable Energy,Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510640,Guangdong Province,China; 3.Guangdong Provincial Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development,Guangzhou 510640,Guangdong Province,China; 4.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

This paper summarizes the backward bent duct buoy(BBDB)wave energy conversion technologies utilized across the world.Historical data show that the maximum capture width ratio(CWR)reaches 79.1%in 2D regular tank experiments and 172.8%in 3D regular tank experiments.The relatively wide pass-band width is also present in 2D and 3D regular experiments.The maximum average CWR is 52%in 3D random experiments. The BBDB technology shows high wave power conversion efficiency.Based on previous studies,through improvement of the BBDB prototype and 2D regular experiments,it is found that the maximum CWR of the new model is 99%,far higher than the best historical literature value 79.1%.Prototype design indicates that the wave energy converter based on the BBDB technology is economically outstanding.

wave energy;backward bent duct buoy(BBDB);capture width ratio(CWR)

P743.2

A

1003-2029（2016）05-0010-07

10.3969/j.issn.1003-2029.2016.05.003

2016-03-31

中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A類）資助項(xiàng)目（XDA13040202）；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51579231，51276185）

吳必軍（1965-），男，博士，研究員，主要從事海洋波浪能轉(zhuǎn)換技術(shù)研究。E-mail：wubj@ms.giec.ac.cn