波浪能发电装置垂荡浮子PTO系统的建模与计算
闻福三1
丁学用1
王连胜1
辛光红2
李玉超3
李长青4
李国徽1
1.三亚学院,海南三亚 5720002.三亚学院,海南三亚 572000;浙江大学海南研究院,海南三亚 5720003.海南中南标质量科学研究院,海南海口 5710004.海南三亚国家级珊瑚礁自然保护区管理处,海南三亚 572000
摘要：为了便捷求出垂荡式波浪能发电装置垂荡浮子的平均功率,对现有的设计计算方法进行了研究.基于波浪理论和Froude-Krylov假定法求解波浪力,应用单自由度有阻尼系统受迫振动理论,将波浪激励力作为对垂荡浮体的输入动力,将发电机的电磁阻力作为主要的阻尼力,建立了质量-弹簧-阻尼振动力学模型,确定了垂荡浮子响应的计算方法,并对实际波浪能发电装置垂荡浮子Power Take Off(PTO)系统列举出计算实例.在算例基础上,对假设条件进行了扩展,应用频率响应曲线、MATLAB软件做出不同参数条件下平均功率三维曲线和输出平均功率数值表,清晰地表明了系统响应状况.研究显示,在波高和频率比一定的条件下,PTO系统平均机械功率随着浮体质量和阻尼力矩的变化具有峰值,围绕峰值区域设计装置的各项参数,能够取得较理想的效果.该建模与计算方法可为实际工程优化设计提供参考.
关键词：波浪能发电垂荡浮子建模计算平均功率峰值优化设计
分类号：P743.2(海洋资源与开发)
资助基金：海南省重点研发计划项目(ZDYF2020196)三亚市院地科技合作项目(2018YD03)
论文发表日期：2024-06-30
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 79-90 )
英文信息