引入?yún)?shù)激勵(lì)擺的非線性機(jī)制,應(yīng)用于波浪能發(fā)電裝置,并根據(jù)實(shí)際波浪低頻、低幅值激勵(lì)特性,提出浸沒(méi)式單擺波能轉(zhuǎn)換裝置,研究其在規(guī)則波中的能量俘獲情況�；趧�(shì)流理論,針對(duì)垂蕩運(yùn)動(dòng),建立非線性運(yùn)動(dòng)方程,進(jìn)行數(shù)值求解,分析擺球質(zhì)量比、激勵(lì)頻率、幅值和系統(tǒng)阻尼對(duì)能量俘獲效率的影響,并與空氣中單擺的能量俘獲效率進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:合理選取質(zhì)量比,可降低浸沒(méi)式參數(shù)激勵(lì)擺固有頻率;與空氣中單擺相比,浸沒(méi)式參數(shù)激勵(lì)擺在低頻、小振幅的波浪激勵(lì)環(huán)境下,俘獲能量頻譜帶寬更寬,發(fā)電功率更高。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)與沖擊. 2020,39(03)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

浸沒(méi)式單擺的固有頻率曲線

為使系統(tǒng)響應(yīng)落入主共振區(qū),在波浪激勵(lì)頻率較低時(shí),應(yīng)考慮降低系統(tǒng)的固有頻率。當(dāng)系統(tǒng)中質(zhì)量比較低(σ=1.05)時(shí),固有頻率較小(ωn=0.563 rad/s),此時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)仍然具有多個(gè)共振區(qū),其主共振區(qū)分布在ω=1 rad/s左右,與波浪激勵(lì)頻率相近,系統(tǒng)響應(yīng)主要發(fā)生在主共振區(qū)。而同等質(zhì)量下的空氣中單擺固有頻率為3.1 rad/s,遠(yuǎn)高于一般波浪激勵(lì)頻率,即Ω≤1,運(yùn)動(dòng)響應(yīng)落在多個(gè)次共振區(qū),如圖4所示。其中,圖4(c),(d)分別展示了浸沒(méi)式單擺和空氣中單擺系統(tǒng)的俘獲能量與激勵(lì)幅值之間的關(guān)系。從圖中可知,當(dāng)波浪激勵(lì)幅值較低時(shí),浸沒(méi)式單擺的能量俘獲特性優(yōu)于空氣中單擺,總體呈現(xiàn)隨幅值增加而增加的趨勢(shì);波浪幅值達(dá)到臨界值后,空氣中單擺能量俘獲呈現(xiàn)瞬間增加,且俘獲能量高于浸沒(méi)式單擺。由此可知,空氣中單擺適合大幅值的環(huán)境條件,而在低幅值的波浪環(huán)境中,浸沒(méi)式單擺波能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的能量俘獲效率更高。

不同質(zhì)量比時(shí)系統(tǒng)吸收能量

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3552624