波能
- 兼具波能转换与减振作用的OWSC-VLFS集成系统的水动力性能研究
的发展前景。摆式波能装置主要被安装于10～15 m 的浅水中，并与能量输出系统（power take-off,简称PTO）直接相连。在波浪力的不断作用下，装置的轻质摆板旋转并做俯仰运动，驱动PTO系统做功产生电能。波能装置在俘获部分入射波浪能时，会导致波高的衰减，耗散入射波能量[2]，这与学者们提出减小VLFS 水弹性响应的设备工作原理相似，因此将两者集成应用符合实践要求。国内外对超大型浮体与波能装置集成系统的线性水动力特性进行了大量研究。Tay[3]提出
船舶力学 2023年9期2023-09-22
- 基于风电场海域海况的波能浮子阵列发电功率优化
源利用最大化，将波能浮子 WEC（Wave Energy Converter）阵列与海上浮式风机平台结合，两者共享支撑平台、系泊系统和电缆传输系统降低成本支出，联合开发海上风能和波浪能，提高能源利用率，节约用海空间[1-3]。史玉涛等人[4]对阵列式波浪能发电原理、系统构成及工程应用实例进行了梳理分类，认为阵列式波浪能发电可以实现大规模发电、连续稳定电能输出。周斌珍等人[5]研究了风浪联合发电系统水动力学数值模拟方法，包括线性频域、线性时域、势流非线性方法
南方能源建设 2023年1期2023-01-31
- 振荡水柱式波浪发电的波能收集结构优化研究
3］。振荡水柱式波能发电是目前波浪能利用技术中广泛采用的一种［4］。表1 海洋能资源分布亿kW振荡水柱式发电技术中波浪能需要借助空气来推动叶轮机械进而带动发电机完成发电［5］。在整个过程中，进入气室内的波浪能大小直接决定了发电量的多少。传统的振荡水柱式波浪能发电系统只能俘获气室正前方涌来的波浪，多数波浪能撞击到海岸衰减耗散掉，波能俘获率和利用率低，导致发电效率较低。优化波能收集设施提高进入气室内的波浪能，具有重要的价值。为此，本文从提高气室对波能的俘获率角
水电与新能源 2022年9期2022-12-02
- 潮汐影响下海滩前滨波浪传播耗能过程分析
在浅水区的破碎和波能耗散过程是海滩地形塑造的主控因素。对其研究不仅有助于分析海滩波浪、潮汐等耦合的水动力过程特征, 也可为海岸带的防灾减灾及修复工程提供科学基础。近年来, 随着波浪观测技术和观测手段的不断丰富, 对海滩近岸波浪传播变形的认识也不断深化。Mahmoudof 等(2016)在里海南部海滩通过现场波浪观测, 分析了波浪传播过程中的能量谱变化。Sénéchal 等(2001, 2002)在法国南部砂质海滩进行了波浪观测, 分析了近岸不规则波传播过程
热带海洋学报 2022年4期2022-08-08
- 非规则激励下浅水液舱晃荡数值模拟
NSWAP)，其波能谱密度函数S(ω)表达式为(23)式中：(24)其中：ωp为JONSWAP谱图像峰值对应频率，当频率ωωp时，参数σ=0.09.参数γ取标准值3.3,参数Hs为有义波高,系数α的取值要保证等式(25)成立.横坐标为频率ω，纵坐标为谱密度S.(25)不规则激励由规则激励叠加获得，其位移和速度表达式为(26)(27)式中：A为幅值；ψ为随机相位.A与谱密度函数S(ω)存在以下关系：(28)式中：Δω为频率间隔.考虑到开始阶段速度变化过大，添
武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2022年3期2022-07-11
- 倾斜挡浪板式桩基透空型防波堤的消浪性能研究
、能量耗散系数和波能分布特征，分析影响其消浪性能的主要因素，以期对此种桩基透空型防波堤的实际应用和进一步研究提供参考。图1 倾斜挡浪板式桩基透空型防波堤Fig. 1 Sketch map of the pile-supported breakwater with perforated inclined wave screen1 模型设计防波堤试验模型（图2）选用铝合金材质，内部采用铅块配重，各组成部分使用螺丝固定，可改变挡浪板的开孔率ε和布置形式B。防波堤
海岸工程 2022年2期2022-06-27
- 集成于方箱防波堤的双气室振荡水柱波能装置转换效率研究
单的结构和较高的波能转换效率被视为最具有前途的波能提取技术之一[3-4]。OWC波能装置由部分浸没在水下、底部开放的空心柱和安装在空心柱上端的涡轮机组成[5-6]。OWC装置的墙体宽度、吃水深度、气室数量及宽度等参数极大影响装置波能转换效率，许多学者采用理论分析、数值模拟或物理试验的方法对这些参数的影响机制进行了广泛研究。理论研究上，Evans[7]最早基于线性波理论，对由线性弹簧和二维圆柱振荡体组成的波能装置系统进行了理论研究，建立了正弦波作用下振荡体在
海洋工程 2022年2期2022-04-02
- 不同受损情况下珊瑚礁海岸动力地貌差异性分析
削弱外海传至近岸波能，对岸滩起到一定保护作用[1]，目前多数研究集中于对影响礁体波浪传播过程的因素进行分析。研究表明，礁坪水深、礁坪宽度、岸滩坡度、礁体形态通过影响波浪传播变化如波浪破碎、摩阻损失、礁坪共振等过程，引起不同频段波能的重新分配，导致近岸波能主控频段分布呈现差异性特征[2–8]。不同地貌对动力、沉积输运过程差异导致海滩地貌特征不同，尽管前人有所研究[7,9–14]，但针对珊瑚礁海岸区域，近岸不同主控频段波浪影响下的海滩地貌特征分析研究存在不足，
海洋学报 2022年3期2022-03-23
- 系泊系统对波能发电装置动力响应的影响
源转换装置包括了波能发电装置（WEC），浮式海上风机和潮流能发电装置等，需要采用系泊系统保持在设定位置[1-2]。系泊系统是确保浮式海洋能源装转换装置在恶劣环境下安全运行的关键组件，其一旦失效，将会导致海洋能源转换装置产生巨大的损失[2]。因此，需要研究海洋能源转换装置的系泊响应。为了设计安全可靠的系泊系统，有大量学者针对海洋能源转换装置的系泊问题，开展了诸多研究。Johanning等[3]给出了波能发电装置的系泊设计方法，并发现设计标准会影响系泊系统的刚
中国舰船研究 2022年1期2022-03-19
- 不同滩形对卷波破碎引起的紊动能量与能损分析
结前人提出的破碎波能量损失波能方程，指出波能损耗率是计算关键，通过将计算波高与实测波高吻合，试图找到符合实际的波能损耗率。许多研究都在此基础上寻找更好的波能损耗率表达式，主要包括涌模型和水滚模型两种。涌模型可描述波浪破碎过程及其能量的变化情况，破碎过程可分波浪变形剧烈的外区和滚动旋涡消耗能量为主的内区[3-4]，利用涌模型进行能量损失计算对波浪崩破及破碎内区有一定的模拟效果[5]，但涌模型无法解释破碎机理；而水滚模型是将波峰附近表层形成的混乱水体称为水滚，
海洋湖沼通报 2022年1期2022-03-07
- 带纵摇前墙的新型振荡水柱式波浪能装置转换效率以及水动力性能数值研究
，学者提出了各种波能转换装置[1]，而其中振荡水柱式波浪能转换(OWC)装置因其维护简单、使用寿命长[2-3]，是目前应用最广泛的波能转换装置之一。在过去的几年中，为了提高OWC装置的效率，学者对OWC装置的形态进行了研究。最初，学者提出了单OWC装置的概念，并从理论、试验和数值模拟三个方面进行了研究。OWC装置的理论最早是由Evans[4]和Falnes[5]提出的，他们在线性波理论的框架内将内部自由表面位移简化为一个无重力的活塞运动。Evans等[6]
海洋工程 2021年5期2021-10-27
- 崇明岛南侧盐沼潮滩消能状态研究
ings1.3 波能衰减模型波浪传播过程伴随着波能的传播，动能和势能是波浪能量的两大组成部分。势能是由于水质点偏离平衡位置产生的，动能由水质点运动产生，单个波长范围内单宽波峰线长的平均总波能可由式(1)计算得到[22]。(1)其中，E为波能，EK为波浪动能，EP为波能势能，ρ为海水密度，g为重力加速度，H为波高。采用Battjes[23]提出的波能衰减模型来计算波浪沿盐沼潮滩横断面传播的衰减率。波浪在潮滩上呈非线性衰减[7,24-25]，该波能衰减模型将波
海洋工程 2021年5期2021-10-27
- 关于N波激发的港湾共振研究
的变化对港内相对波能密度分布的影响。但是，Tadepalli和Synolakis[6]通过很多地震海啸的实际观测中发现，多数海啸波是由一个大波峰和一个大波谷组成，形状像“N”，这类海啸波被称为N波，并提出了N波的表达式（下文称为TS形式的N波）。Madsen和Schäffer[7]也质疑经典的孤立波理论能否用来完整地描述真实的海啸的主要特点，并提出了不同于Tadepalli和Synolakis[6]的N波表达式（下文称为MS形式的N波）。针对上述情况，本文
船舶力学 2021年9期2021-10-11
- 双平板式透空堤消能效果评价方法
法、波浪能量法和波能流法分别对平板式透空堤的消能效果进行评价, 结果表明, 综合考虑波高、水深和周期三个参数的波能流法更加全面与深入。探讨了双平板式透空堤迎浪向与背浪向处波能流的主要影响因素, 结果表明, 相对板宽、位置参数和波高大小对波能流的影响较板间距和潜深更加显著。双平板; 透空堤; 波能流; 消能效果与重力式防波堤相比, 平板式透空堤的工程造价较低且利于港区内外水体自由交换, 可有效减小涨落潮时口门流速, 对海洋生态环境影响小, 是一种环境友好、符
海洋科学 2021年4期2021-05-27
- 双浮子点吸收式波能转换装置参数研究
先双浮子点吸收式波能转换装置参数研究王 腾, 李树勃, 肖炜杰, 包兴先(中国石油大学(华东)石油工程学院, 山东 青岛 266580)点吸收式波能转换装置是具有较好应用前景的一种波浪能开发利用装置, 其参数设计直接影响到波浪能开发利用的可行性与有效性。作者针对青岛斋堂岛目标海域海况, 通过数值模拟首先应用单因素敏感性分析法分析了双浮子点吸收式波能转换装置的结构尺寸、锚固形式、波流夹角、PTO阻尼、PTO刚度等参数对装置俘能功率的独立影响规律。之后考虑多参
海洋科学 2021年4期2021-05-27
- 港内地形对N波诱发的港湾共振影响研究
共振波幅及港内总波能和相对波能分布的影响。Gao等[8-9]进一步使用改进的正交模态分解法和Boussinesq数值模型研究了连续孤立波和N波的波形参数对港内最大爬高及港内相对波能分布的影响，上述研究中港内均设置为平底地形。随后，郑子波等[10]引入折线型地形，系统研究了该地形条件对孤立波诱发的港内最大爬高及波能的影响。Gao等[11]利用Boussinesq数值模型研究了高模态下双色短波群在近海岸礁地形附近引起的狭长港内低频振荡。虽然绝大多数学者采用孤立
哈尔滨工程大学学报 2021年3期2021-05-08
- 船舶表面的滑坡涌浪爬高特性试验研究
[9]对涌浪首浪波能进行分析，从理论上推出了首浪波能公式，王平义等[10]通过模型试验，提出了滑坡涌浪影响下高桩码头船舶撞击力的计算公式。滑坡涌浪作为滑坡体坠入水中后的次生灾害，其造成的危害远远大于滑坡体本身。以三峡水库为研究对象，利用物理模型，针对库区岩体滑坡涌浪对船舶表面附近的爬高特征进行研究，以此分析库区岩体滑坡和滑坡涌浪的影响，并作出针对性的预防措施。为保证对涌浪爬高认识的充分性，在涌浪传播方向上选取了两个不同的船模位置进行研究。研究成果将直接应用
科学技术与工程 2021年7期2021-04-13
- V形布局地形上不同频率入射波的布拉格共振特性研究
大多数学者通过对波能发电装置的改进和阵列布局优化来提高发电装置的发 电 效 率[1]～[5]。近 年 来，有 学 者 发 现，可 以 通 过 布 拉格共振来提高波浪能量密度，从而来提高发电装置的发电效率。1915年，布拉格父子发现，当X射线的波长为晶体间距的两倍时，X射线的反射最强，这种波列的相关干涉，被称为布拉格共振[6]。Davies A G[7]发现，特定波长的表面重力波会与连续的正弦周期地形发生共振，即使沙波波高不大，表面重力波的振幅也会在发生共振
可再生能源 2021年3期2021-03-20
- 先进控制技术在波浪发电系统中的应用*
系统控制，可提高波能转换效率及稳定性[5]，已出现了一批有价值的研究结果。如何阐述这些成果，也是一个必须明晰的问题。根据已有相关文献分析，按照控制方法或策略进行分类，可能会更加合理和方便易行。本文介绍了6种先进控制技术在波能转换装置控制方面的应用，并结合控制技术的特点，讨论未来发展方向。1 波能转换装置控制目标目前已存在许多不同种类的波能转换装置，其控制方法有所不同，一般来说，波能量转换装置的控制结构图如图1所示。图1 波能转换转置控制结构图波浪激励作用在
电机与控制应用 2021年2期2021-03-12
- 商船三井将利用波能开发近海可再生能源
以确定日本各地的波能潜力。MOL已完成了对Bombora的mWave项目内部技术审核，这是一种波能转换器。MOL和Bombora正进展到他们合作的第二阶段，为在日本及其邻近地区的mWave能源项目确定潜在的场地。此外，他们将通过在日本和其他地区使用mWave增添波能，以分析与近海风电场结合的机会。依靠与Bombora合作，MOL的目标是将其业务活动对环境的影响降至最低，并实现可持续的温室气体零排放。MOL声称，海洋可再生能源部门的快速发展为MOL展现了一个
航海 2021年1期2021-02-21
- 不规则波激励下磁力双稳态波浪能转换装置的能量捕获特性研究
幅值最大，此时的波能捕获效率最高。然而线性装置的有效波能捕获频带非常窄，即当波浪激励频率稍微偏离装置固有频率时，运动幅值明显降低，导致波能捕获效率锐减。而海洋中的波浪频率时刻都在变化，呈现随机波谱的特征，因此线性装置在实际海域中的应用因其效率低下存在较大的局限性。为了提高波能转换装置的效率，有学者提出采用主动控制的方法，如相位控制[7]、滑模控制[8]和短期波浪预测模型控制[9]等。相关研究表明，控制方法可以有效的提高波能捕获效率，但前提是控制装置需要提前
海洋工程 2021年1期2021-02-02
- 空泡溃灭过程中的压力波能分析
力波所含能量以及波能转换率,不过他们的方法仅限于球形空泡运动分析。近年来,学者们对冲击波现象[17]和回射流现象[18-19]比较关注,但是研究多数还集中在单泡近壁溃灭上,对多泡近壁溃灭仍然还缺乏研究。本文将在前人研究的基础上,对单泡以及多泡的溃灭过程进行数值模拟,并采用能量分析方法探讨溃灭过程中的压力波能量变化特征。首先,在数值建模中考虑液体的压缩性,建立空泡运动的数值模拟方法。在此基础上,数值模拟空泡溃灭过程,监测压力波的传播和流场中的能量变化。最终,
空气动力学学报 2020年4期2020-11-04
- 海岸波浪多次破碎波能耗散模型
计算经常采用的是波能流方程，该方程是通过在波能守恒方程中加入表达波浪破碎影响的波能耗散项来建立的。现有的波能耗散项的表达存在两种类型：一是将波能耗散等价于溃坝时的水跃能量耗散[1,3]；二是设波能耗散正比于波能和稳定波能之差[2,6]（稳定波能对应于具有常数波高的破碎波，一般仅存在于水深为常数的情况）。这些模型的不足之处是都不能考虑缓坡海岸上的波浪多次破碎及波浪恢复过程。前者模型显然无法考虑波浪恢复情况，因为该模型成立的前提是波浪已经破碎；但后者模型中隐含
海洋学报 2020年9期2020-10-09
- 海岸植物带对孤立波的波能耗散研究
植物能够有效消减波能。植物消减海啸波机制研究已成为海洋灾害研究的重要部分。因海啸波的首波与孤立波相似,目前学术界多采用孤立波来模拟海啸波[1,4]。基于此,学者们针对孤立波与植物相互作用开展了大量研究。部分学者通过数值模拟以揭示植物消减孤立波的机理。其中,Tang等[5]和Maza等[6]分别通过二维非线性浅水方程和三维数值模型研究,发现植被区孤立波传播变形规律与水动力因素(波高和水深)相关。另一部分学者则通过物理模型实验来探究这种相互作用机制。例如,Hu
海洋科学进展 2020年3期2020-08-05
- 不同参数对双浮体波能装置水动力特性的影响
巨大的开发前景.波能装置结构形式多样，其中振荡浮子式双浮体波能装置具有结构简单、能量转换效率高和频率响应范围宽等优点[3-4]，引起了国内外学者的关注.THOMAS等[5]探究了考虑波浪作用下浮体间的相互干扰；ERIKSSON等[6]引入线性PTO (power take off)的影响，分析了坐底式单浮体波能装置的水动力特性；BABARIT等[7]通过引入黏性修正的方法，探究了流体黏性对单浮体水动力性能的影响；NAZARI等[8]研究表明，阻尼系数和自身
排灌机械工程学报 2020年6期2020-06-28
- 共轴双柱式波能装置水动力及能量转换特性研究
式的单浮体式俘获波能装置已被广泛研究,而如何将其运用于深水并高效地获取能量成为研究热点．为此,基于现有的单浮体装置,通过设置不同形式载体,进而构成双体式波能装置并将其运用于深水成为主要的手段,而作为直驱的点吸式波浪能转换装置,其深水中设置载体对系统波浪能转换能力的影响研究,对其他波能转换形式的相关研究具有重要借鉴意义．阻尼板作为海洋工程领域常用的辅助性构件,通常用于提升装置稳定性[5-7],而将其运用于波浪能装置只有部分研究[8-13],但大多仅将其视作悬
江苏科技大学学报(自然科学版) 2020年2期2020-05-21
- 山区河道型水库滑坡涌浪首浪波能分析*
产生的首浪高度和波能，已成为学术界和灾害管理部门最关心的问题。Noda[1]将滑坡分为2种状态，即水平滑动和垂直下滑，通过解析计算和实验修正，推导出滑坡体初始涌浪的高度公式;Bellotti等[2]计算分析了滑坡涌浪水位高度变化规律；Slingerland等[3]结合实际工程建立了初始涌浪高度的计算式；Harbitz等[4]计算了挪威Tafjord河上由于滑坡引起的涌浪高度；汪洋等[5]将水库的库岸滑坡受力特征分为地面和水下运动2个阶段，利用条分法计算各条
水运工程 2020年4期2020-04-28
- 江苏辐射沙洲海区潮流对涌浪能量传播的影响
间尺度, 是表达波能传播速率的有量纲参数。本文利用时间尺度这一物理概念来描述涌浪的波能在地理空间和谱空间中的传播规律。时间尺度越小, 波能的传播速率越快。研究发现, 通过计算和对比波能的时间尺度在地理空间、谱空间内的变化规律, 发现在辐射沙洲地区, 波能时间尺度在谱空间内变化偏大。而在潮流影响下, 涌浪的频率运移表现更明显。通过理想实验的对比, 发现涌浪能量的时间尺度在有潮流明显较无潮流作用时变小, 这反映了潮流对于涌浪能量的传递速率有正向作用。在地理空间
海洋科学 2020年3期2020-04-17
- 斜向浪沿直立结构传播时能量变化的试验研究
波的临界入射角、波能与入射角的关系、波浪反射区的能量分布等。张慈珩等[14]发现Stem 波在结构物的接岸部位或结构形式发生变化的位置，易发生破碎，对结构物造成强烈的冲击，同时 Stem 波的波高与宽度沿程增加，会对堤顶越浪以及船舶泊稳产生不利的影响。本文通过物理模型试验，针对不规则波斜向入射直立堤的情况下，波浪以一个较小的角度入射到直立堤时，对直立堤前Stem 波在传播过程中的功率谱变化和能量变化进行了研究与分析。图1 直立式沉箱尺寸1 试验概况1.1
水道港口 2020年6期2020-02-22
- U型振荡水柱波能装置气室内波高影响因素
年来，振荡水柱式波能转换装置(oscillating water column, OWC)已被广泛应用于波能发电领域。波浪能主要以动能和势能的形式在振荡水柱式波浪能发电装置内完成能量的转移和转换，最终被捕获转化为电能的主要是气室内水柱振荡带来的势能变化。由于波况不同的条件下，气室形状参量对捕能效果有一定影响，需对气室加以研究并对其形状参量进行优化，从而使空气流速和能量转换达到最大值。国内外学者对传统OWC波能装置的水动力特性和能量输出特性开展了广泛研究[1
哈尔滨工程大学学报 2020年1期2020-02-08
- 月池对振荡浮子式波能装置转换效率的影响
前,在各种形式的波能转换装置中,作为直驱的振荡浮子型波能装置,其波能俘获能力的研究,对其他形式的波能转换装置研究具有重要借鉴意义．振荡浮子式波能装置利用浮子在波浪中相对于海底或平台的运动,激励PTO(power take-off)系统做功,进而输出能量．因而对该类型装置的优化主要集中于浮子水动力特性及PTO系统性能．其中,浮子水动力特性的研究基于其构型、尺寸及阵列布置方式的变化．文献[5]中研究了常规垂直轴对称型浮子在添加不同附属结构后的水动力特性,发现浮
江苏科技大学学报(自然科学版) 2018年1期2018-04-11
- 不规则波辐射应力的精确解与近似解
方法中的关键变量波能进行了验证。结果表明窄谱情况下，近似计算方法已有很好的精度，可节省大量的计算时间，从而提高计算效率。1 不规则波辐射应力精确计算方法本节通过将不规则波视为一系列规则波(微幅波)的叠加来计算不规则波的辐射应力。首先考虑单向不规则波，其波面升高可表达为：(1)式中：θi=kix-ωit+εi；Ai为组成波的波幅，由波浪能量谱S(ω)确定；Re表示对复数取实部。(2)图1 波浪能量谱及其分割Fig.1 Wave energy spectrum
水利水运工程学报 2018年1期2018-03-16
- 应用“跨零-能量”法估算海洋波浪再生能资源*
导了不规则波浪的波能流垂向分布及其理论计算公式。本文研究发现,浅水波能流具有均匀的垂向分布,深水波能流集中于海表层的水体中,过渡区波能流的垂向分布介于浅水和深水波能的分布之间。研究还发现,目前海洋波能流的估算方法和现今波浪发电装置的波能采集深度缺少相关性,过高估算了海洋波浪的可发电资源。波浪能;波能流;规则波;不规则波浪海洋波能量如此巨大,覆盖面广,可持续。海洋波能的可发电资源通常用波能流密度来定量描述,目前常用的波能流经验公式是P≈0.5,其中,P是波流
海洋与湖沼 2017年5期2017-12-09
- 影响长江口深水航道骤淤的非常态天气过程Ⅱ:台风要素敏感性分析及典型台风路径
并计算牛皮礁站的波能。据波能的极差分析和方差分析,得出台风要素的敏感性次序。研究表明,长江口过境台风中,距离最敏感,而最大风速半径为较不敏感因素。选取主要的敏感性参数(距离、中心气压)为代表参数,概化移动风速和最大风速半径。在合理选取能够引起骤淤的临界波能的标准下,给出较易引发骤淤的典型包络线范围,为骤淤的预报提供了新的参考指标。长江口深水航道；骤淤;台风参数;敏感性分析;正交试验;极差分析;方差分析;台风典型路径根据统计分析资料,以及文献[1]的数学模型
河海大学学报（自然科学版） 2017年5期2017-09-27
- 影响长江口深水航道骤淤的非常态天气过程Ⅰ:台风的路径特征及数值验证
发现,牛皮礁站的波能与骤淤具有较好的相关性;从台风路径上分析,长江口东侧过境台风对航道的骤淤影响显著。结合历史台风路径,选取3个典型路径的台风,选择藤田-高桥圆形经验风场和CFSR(climate forecast system reanalysis)风场的混合风场复演了台风场,然后采用SWAN模型模拟了不同路径台风期间的波况,最后以牛皮礁站的浅水波能流为判别参数,分析不同路径台风对长江口深水航道骤淤的影响。研究表明长江口东侧过境的台风是较易产生较大波能并
河海大学学报（自然科学版） 2017年5期2017-09-27
- 探究光滑斜坡上波浪能量衰减变化规律实验方案设计
式（斯托克斯2阶波能量随波高及波长变化公式）计算几点处的波浪能量值，进而计算不同水深条件下两点处的波能衰减值。然后在底坡固定的条件下，改变初始波要素值，以探究初始波要素变化对波浪能量衰减的影响。最后利用MAT⁃LAB根据已测数据拟合出两点处的波能衰减值随底坡及波要素变化曲线，以探究底坡及波要素变化对波浪能量衰减的影响，为实际工程提供参考。3.实验方法在同一水槽内选择四个固定点，改变底坡，分别把传感器安放在选择的几个固定点位置，以测量这四点位置处的波浪参数，
科学中国人 2017年20期2017-09-16
- N波诱发的瞬变港湾振荡的数值研究
波波幅对港内相对波能分布的影响。研究表明：在本文所研究的特定港口和入射波波幅范围内，当入射波波幅较小时，以上两种类型N波诱发的港内相对波能分布几乎完全相同，并且波能几乎都集中在最低的几个共振模态上。随着入射波波幅的增大，分布于更高模态上的波能的比重增加，港内波能的分布趋于均匀，并且占有最大波能的共振模态逐渐由较低的模态向较高的模态转移。相比于波峰在前的等边N波，波谷在前的等边N波诱发的港内波能分布得更加均匀。海岸工程； 港湾振荡； 矩形港口； Boussi
哈尔滨工程大学学报 2017年8期2017-09-03
- 分层斜坡越浪式波能发电装置结构受力试验研究
)分层斜坡越浪式波能发电装置结构受力试验研究徐 国1,纪君娜2,3,曲恒良3,刘 臻3*(1.中交烟台环保疏浚有限公司,山东烟台264000;2.山东省胶东调水工程棘洪滩水库管理处,山东青岛266111; 3.中国海洋大学工程学院,山东青岛266100)分层斜坡越浪式波能发电装置作为一种重要的波能转换型式,在开发利用波浪能的同时,可与防波堤或护岸工程相结合,将海岸工程的被动消能变为主动吸能,提高综合效益。在实际工程应用中,分层斜坡越浪式发电装置引浪面在波浪
海岸工程 2017年2期2017-07-08
- 振荡水柱式波能转换系统气室压强理论研究
90)振荡水柱式波能转换系统气室压强理论研究杜小振， 赵继强， 张 燕， 朱文斗，曾庆良(山东科技大学机械电子工程学院, 山东 青岛 266590)振荡水柱式波能发电系统中波能转换主要结构气室能将入射波能转换为往复振荡的空气动能从而实现能量一次转换，该过程的气室压强研究对发电系统设计具有重要意义。因此针对“引浪板”和“引浪通道”的三维侧向开口固定式振荡水柱波能转换系统，采用三维Green函数法建立了气室内水气动力学性能的压缩空气压强理论计算模型。计算时为了
中国海洋大学学报（自然科学版） 2017年7期2017-06-05
- 非淹没刚性植物对规则波传播变形影响实验研究
增加、反射系数和波能衰减系数减小；随着入射波高的增加，规则波的透射系数减小，反射系数和波能衰减系数增加。在分布方式相同的情况下，植物模型分布密度增加，规则波的反射系数和波能衰减系数增加，透射系数减小。在规则波入射方向上模型布置越紧密，规则波反射系数和波能衰减系数越大，透射系数越小。分析讨论了植物模型对规则波和孤立波的影响，在入射波要素相同的情况下，孤立波和规则波的能量衰减在50%左右，说明植物模型具有良好的消波作用。非淹没刚性植物；规则波；波浪水槽实验；传
海洋通报 2017年2期2017-05-13
- 广东某海上风电场波浪能资源分析
Islay岸基式波能发电站已并入英国电网，可满足500户家庭的用电需求。为有效利用波浪能，在波浪能源利用的研究过程中，首先要对所研究海域的可利用波浪能资源进行有效可靠的评估。目前国内外波浪能评估方法主要分为两类：一是采用实测波浪数据进行计算评价，二是应用波浪数值模式后报的波浪数据进行估算与评价。由于我国长期波浪实测站点的设置比较少，且大都位于近岸或近海岛处，在实际工作中往往无法满足波浪能评估的要求。因此波浪数值模式后报的方法在波浪能资源评估中得到越来越多的
南方能源建设 2016年4期2016-12-29
- 基于波能发电装置技术专利分析的研究
30070）基于波能发电装置技术专利分析的研究曾涛何雨馨（国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心，湖北 武汉 430070）波能发电是当今新能源开发利用的重要方式之一，通过对波能发电装置国内外专利申请的情况进行分析统计，对国内外波能发电装置的技术发展路线和发展趋势进行梳理，分析我国波能发电与国外的技术差距，为我国波能发电装置的发展提供参考。波能；发电；专利新能源的开发与利用已成为当今社会重要的研究课题。中国作为拥有漫长海岸线的海洋资源大国，在利用波浪能方
河南科技 2015年10期2015-11-05
- 一种铰接摆式波浪能转换装置结构性能分析及优化
式有很多，摆板式波能转换装置则是利用摆板在波浪激励力作用下的动力响应来驱动动力机械进行能量转换和传递。摆板对波浪能量的吸收与其摆幅大小和动力加速度有关，因此对这种能量转换系统进行动力分析及优化控制具有一定的意义。目前对摆式波浪能转换装置的利用方式主要有两种:一种称为重力摆，即转轴位于摆板的上部，重力作为回复力;另一种称为浮力摆，转轴位于摆板的底端，浮力是回复力。对这两种类型装置的研究有很多，其中对于重力摆的研究以日本学者Watabe最早和最多［1］。Gun
海洋工程 2015年4期2015-10-13
- 球体波能转换装置捕获能量的理论研究
00240）球体波能转换装置捕获能量的理论研究张显涛，杨建民，肖龙飞（上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240）球体波能转换装置在波浪的激励下可以同时在水平和竖直两个模式振荡。基于线性微幅波浪和势流理论，将波浪与球体相互作用简化为球体固定不动，波浪绕过球体和球体在静止流体中运动。线性叠加以后得到总的速度势，计算出球体波能转换装置的平均功率和能量俘获宽度因子的解析表达式。理论研究表明：装置与波浪运动的相位差是影响波能的最重要的参数，最优相位差为-
船舶力学 2015年4期2015-04-25
- 浅水环境下波浪能能流密度计算方法研究
几乎都适用，但对波能能流密度的估计往往偏低，且不能明显反应出地形抬升对波能能流密度的汇聚效应；修正方法考虑了浅水的影响，通过适当的选取参数，可以给出较准确的结果，但对于大的波能能流密度值存在过高估计的问题。3种计算方法各有优劣，可以根据实际需要适当选择。波浪能能流密度；浅水；群速度；资源评估1 引言随着环境污染问题的日益严峻以及传统石化资源的逐步枯竭，人们开始寻找清洁的可持续开发的新能源以维持经济的发展及人类的稳定生活。其中海洋可再生能源自20世纪70年代
海洋学报 2015年9期2015-01-05
- 岸式振荡水柱波能转换装置的数值模拟
特点。振荡水柱式波能转换装置(oscillating water column，OWC)是目前各国最为重视、公认的最有前途、投入研究力量最大、建造使用最多的一种装置。该装置通过气室将波浪能转换为空气气流的能量，再通过空气透平将气流能量转换为电机转轴的轴功，最后通过发电机将转轴轴功转换为电能。岸式的振荡水柱转换装置是振荡水柱波能转换装置的一种，它具有结构简单，易于安装和维护等特点。关于 OWC的研究有很多。Evans等［1-6］在 OWC的二维和三维频域势流
哈尔滨工程大学学报 2014年7期2014-08-26
- 复杂形状波力直线发电装置的优化
，建立了复杂形状波能装置的双自由度受迫振动方程，推导了最佳弹簧和最佳阻尼下波能装置的最佳吸收功率函数表达式和相对位移幅值表达式；基于边界元方法的HydroStar软件计算了复杂形状波能装置水动力学系数和波浪激励力。数值计算表明：在满足装置吸收最大功率的条件下，最佳弹簧系数在一定波况下出现了负值；在无弹簧的最佳阻尼条件下，装置的相对位移幅值小于波幅，波浪能功率和俘获宽度比在给定入射波周期范围内出现峰值。波浪能；直线发电机；Hydrostar；最佳阻尼；最佳弹
哈尔滨工程大学学报 2014年12期2014-06-24
- 波浪能发电工程的环境问题思考*
nalo海滩上的波能发电装置为例,说明装置造成的波浪能衰减情况。该波能发电装置采用了180个海蛇波能转换装置,分成4组,每组45个单元;每组分成3行,每行有15个海蛇装置[2]。总的波浪能装置的宽度是12 km,每组装置之间的海面为600 m宽的航道。据计算,在装置背后浪高的总衰减达到12%。图1所示为波浪通过一组装置 (45个海蛇装置)的能量衰减情况[2]。图1 具有45个海蛇装置的单一波能采集单元对波浪的衰减情况[2]除了通过装置本身的间隙进行透射,波
海洋开发与管理 2014年6期2014-04-19
- 中国海波浪能资源分析
，边界是完全吸收波能的；在开边界处，采取和闭边界处相似的边界条件，传向边界点处的波能在该点被吸收。在频率和方向的二维谱空间上，设定频率分布从0.0418 Hz 至0.41 Hz 共25 个频段，波向共24 个，分辨率为15°。对于初始条件，本文使用有限风区的JONSWAP谱，谱值由局地风速和风向给出。图1 jason-1卫星轨道交叉点（“×”表示）位置示意图图2 有效波高观测值与模拟值对比序列图图3 有效波高观测值与模拟值散点分布图模式采用OpenMP 并
海洋预报 2013年2期2013-12-06
- 波浪能资源评估方法研究——以担杆岛为例*
实践上的挑战。在波能转换装置的研究过程中，首先要做的是对所研究海域长期和短期的可利用波能进行有效可靠的评估［2］。在中国，到目前为止，波浪能的评估只由全球波浪模型给出［3］，能源评估细节方面存在着明显的不足。本文提出的波能评估方法既是以波浪场的数值模拟为基础，根据模拟数据，应用波功率计算公式及修正系数评估目标海区及目标点的波浪资源，通过对工程点处全年波能功率密度变化分析，为装置的海试寻得合适地点和时间。通常，波能转换装置多被放置在近岸海区，而近岸海区的波浪
中国海洋大学学报（自然科学版） 2013年7期2013-10-16
- 国外波浪能发电装置的研究进展＊
浮筒式永磁直线波能发电装置图2为浮筒式永磁直线波浪能发电装置示意图，这种发电装置是由美国俄勒冈州立大学波能研究团队开发的，其发电机理与直线电机运动机理相反，利用电磁感应原理来进行发电。在这种装置的内部，用来发电的线圈围绕在一个具有永久磁性的轴的周围，线圈与装置的外壳固定在一起。磁性轴的下端伸长与海底接触，起到固定装置的作用。在海浪的作用下，线圈随外壳相对于轴做上下运动，线圈因切割磁感线而产生电流。这种发电装置去掉了传统波能发电装置中间的转换环节，可以有效
海洋开发与管理 2012年11期2012-11-06
- 海洋波浪能发电研究进展
学和OPT公司在波能研究领域有一定知名度，美国国家海洋中心设立于俄勒冈大学。日本波浪能关于振荡水柱技术和后弯管技术著名，主要研究机构包括佐贺大学、筑波大学等。中国从事波浪能研究机构主要有中国科学院广州能源研究所等。根据发电装置的拾能原理和转换原理，并参照欧洲海洋中心的分类[3]方法，把波能发电装置按波浪能一次转换、中间转换和二次转换进行了分类分析。波浪能一次转换主要收集波浪所具有的动能和势能。主要类型分为：振荡水柱型、漫反射型、水下压力差型、振荡摇摆型及衰
电网与清洁能源 2012年2期2012-10-16
- 韦帕台风对连云港典型水域波能损耗及悬沙含沙量影响研究
对连云港典型水域波能损耗及悬沙含沙量影响研究杨 氾1，2，张 玮1(1.河海大学 港口航道及近海工程学院，江苏 南京 210098;2.南京水利科学研究院，江苏 南京210024)旨在建立淤泥质海岸条件下波能功率沿程损耗和水体悬沙垂向悬浮功率之间的时间对应关系。通过韦帕台风时期连云港波浪数学模型，求解了测点处波能功率沿程损耗的变化过程。结合实测资料进行分析后认为，该过程与波高过程存在相位差，同时与实测水体悬沙含沙量变化过程对应关系较好。结合以往研究成果，说
海洋工程 2012年4期2012-01-08
- 振荡水柱波能发电装置气室的三维数值模拟研究＊
。目前,振荡水柱波能发电装置是实用化与商业化开发程度最高的波浪能转换装置之一。该类装置主要由气室、输气管道、空气透平与发电机组构成。气室为一半淹没空仓结构,仓室前墙下部开敞,入射波浪将带动气室内的水柱做上下振荡,并带动水体上部的空气通过输气管道与外界大气之间做往复运动,称为能量一次转换过程。空气驱动透平电机转动,便可实现波浪能向电能的转换,称为能量二次转换过程。其中,气室是实现能量一次转换过程的主要结构。随着对波能发电装置重视程度的日益增加及研究手段的愈加
海岸工程 2011年2期2011-02-26
- 应用MIKE 21 BW模型分析航道对波浪传播的影响
的波浪叠加，发生波能集聚，使某些区域的波高增大而发生结构物被破坏的现象；当波浪与航道成一定角度入射时，航道外的波能集聚现象会减弱，但航道对航道内部波浪的衰减作用会减弱，通过航道进入港池内的波能会增大。因此在港口工程中必须考虑航道对波浪传播的影响。近些年来，中国的港口工程建设在蓬勃发展，越来越多的港口在扩建，已有的航道和港池都需要加深开挖，因此航道对波浪传播的影响引起了越来越多专家学者的重视。航道对波浪传播影响的研究通常采用数值模型的方法，例如基于抛物线缓坡
中国水利水电科学研究院学报 2011年4期2011-02-13
- 碟形越浪式波能发电装置越浪性能的试验研究*
00)碟形越浪式波能发电装置越浪性能的试验研究*黄 燕,史宏达**,刘 臻(中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室,山东青岛266100)碟形越浪式波能发电装置是1种新型的波能发电装置,本文对其几何形状及尺寸进行了初始设计。通过对装置越浪性能的物理模型试验研究,揭示了装置越浪量与入射波要素的变化关系,得到了不同干舷高度在各入射波要素下装置的波能俘获能力。碟形越浪式;物理模型试验;波浪要素;干舷高度;越浪性能随着不可再生能源的日益枯竭,对于新能源的开发刻不容缓
中国海洋大学学报（自然科学版） 2011年3期2011-01-05
- 世界海洋波浪能发电技术研究进展
的种类繁多，关于波能转换装置的发明专利超过千项。这些装置主要基于以下几种基本机理，即利用物体在波浪作用下的振荡和摇摆运动;利用波浪压力的变化;利用波浪的沿岸爬升将波浪能转换成水的势能等。经过20世纪70年代对多种波能装置进行的实验室研究和80年代进行的海况试验及应用示范研究，波浪发电技术己逐步接近实用化水平，研究的重点也集中于4种被认为是有商品化价值的装置，包括振荡水柱式装置、摆式装置、振荡浮子式波能转换装置和收缩波道式波能转换装置。1.振荡水柱式波能转换
装备机械 2010年2期2010-05-30
- 海浪发电设备的开发应用
能源的首位。1 波能发电机理波浪由风引起，但地震、火山爆发也可引起（海啸）。地球与月球的引力引起的大波浪，被列入潮汐的范畴。在数千公里外由风暴引起并传递过来的波浪称为涌浪；在风力直接作用下产生的波浪称为风浪。波浪的特点是力量大、速度低，做无规则的往复运动。波力----- 巨大惊人，大波浪可把重达130t的岩石抛到高达20m的岸上。波流能量密度虽然很低，但其横向作用能量密度很高，沿海岸线分布，有利于开发大功率波力发电站。全球的波能每年可达23650亿kWh。
电气技术与经济 2010年4期2010-04-03
- 近岸流对波浪传播影响的数值分析
的紊流模式,得到波能耗散和波高衰减。吴永胜等[4]从波流运动的基本方程入手,建立了波浪水流联合作用时边界层内、外流场结构紊动数学模型。张洪生[5]利用自适应网格技术,建立了曲线坐标系下缓变水深水域非均匀水流中波浪传播的数值模拟模型。张洪生[6]建立了缓变水深水域非均匀水流中波浪传播的数值模拟模型。作者采用波浪模型SWAN模拟波浪在流存在时的向岸传播,从模拟中得到在均匀流和非均匀流情况下,近岸波高传播随沿岸流和离岸流流速、梯度变化的趋势。1 基本理论作者采用
海洋科学 2010年5期2010-03-14