漂浮式振荡水柱和惯性摆混合型波能转换装置水动力性能研究

针对单自由度波能转换装置效率偏低的问题,提出了将振荡水柱(OWC)和惯性摆结合在一起,组成多自由度俘获能量的新型波能转换装置。将浮子中心管内的水柱假想为刚性“活塞”,用刚度系数很大的假想护舷模拟浮子和活塞之间的接触,建立浮子、活塞和惯性摆组合体的运动方程。对软件AQWA进行二次开发,根据非线性阻尼和动力输出(PTO)装置负载力的表达式编写程序,对该混合型波能转换装置的水动力性能进行分析,并与文献中OWC模型CFD计算与试验结果进行比较,验证了数值模拟方法的可行性。对于论文提出的混合型波能转换装置,在最佳PTO阻尼的情况下,一级转换效率曲线的峰值达52.15%,比单自由度波能转换装置的效率有较大幅度提升。