耦合固定式单桩的OWC装置水动力性能研究
孙雨婷
刘臻
丁磊
张晓霞
许传礼
中国海洋大学工程学院,山东青岛 266100
摘要：近海固定式海上风机基础,多采用大直径单桩钢管,对其进行合理改造可作为振荡水柱式(Oscillating Water Column,OWC)波浪能发电装置的捕能气室.本文提出了一种将固定式单桩基础与OWC装置耦合的结构方案,即在单桩基础的水下合理位置开孔,水面以上加装导流管道、空气透平及出气管道,从而形成内置式OWC装置.由于本文只研究OWC装置的一级能量转换过程,所以不考虑空气透平及发电机等后端设备,仅用气孔来代替后端设备所产生的压降作用.为揭示新型OWC装置的获能机理,通过数值模拟计算,研究了方形、椭圆形、圆形三种开孔形状,开孔吃水深度d/h为 0.13、0.27、0.40和0.53四种情况,以及开孔大小s/Sc为0.054和0.042两种条件下影响OWC装置水动力性能的3个主要因素.结果表明,当气室开孔型式为方形,d/h=0.13,s/Sc=0.054时,气室的捕获宽度比ξ最佳,ξ最大可达 0.23.
关键词：OWC固定式单桩耦合水动力性能数值模拟
分类号：P743.2(海洋资源与开发)TV136(水利工程基础科学)
资助基金：山东省自然科学基金重大基础研究项目(ZR2021ZD23)国家自然科学基金(52301350)
论文发表日期：2025-03-29
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：11( 45-55 )
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