為了研究波能裝置與防波堤集成系統(tǒng)的發(fā)電與防波性能,使用粘性計算流體動力學軟件Star-CCM+建立了二維數(shù)值波浪水槽模型。對比方箱在水槽中垂蕩運動的實驗結(jié)果,驗證了數(shù)值模型,使用該模型研究了動力輸出裝置的阻尼為最優(yōu)的情況下,方箱形、Berkeley-Wedge形、三角形和三角加擋板形4種不同底部形狀對浮子防波性能和發(fā)電性能的影響。結(jié)果表明:浮子形狀不對稱的集成裝置的防波和發(fā)電性能都要優(yōu)于浮子形狀對稱的集成裝置;三角加擋板形浮子的性能優(yōu)越,具有成為理想的海岸保護與波能轉(zhuǎn)換裝置的巨大潛力。 

【文章來源】：哈爾濱工程大學學報. 2020,41(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

模型計算域和邊界條件設置示意

本文在劃分網(wǎng)格時,選用切割體網(wǎng)格單元生成器和棱柱層網(wǎng)格生成器來對模型進行網(wǎng)格劃分,生成的網(wǎng)格如圖2所示。液面加密區(qū)高度為1.5倍波高,液面過渡區(qū)為3倍波高。在物面周圍設置10層棱柱層,總厚度為一個網(wǎng)格的寬度。2.3 模型收斂性與準確性驗證

3個模型中浮式方箱的位移曲線如圖3所示。由圖可知,3條曲線基本吻合,僅在峰值和谷值處存在細微差別,且誤差小于5%,說明3個模型的網(wǎng)格尺寸和時間步長都滿足收斂性要求。為了節(jié)約計算時間,選用模型A的時間步長和網(wǎng)格尺寸來進行接下來的研究。為保證模型的入射波滿足要求,本文對水槽中波面衰減情況進行了研究。圖4給出了水槽空域模型沿波浪傳播方向的波高分布,模型水深1 m,入射波高0.2 m,波浪頻率4.58 rad/s。由圖4可知,波浪沿傳播方向衰減很小,波高最大衰減僅為3.5%,因此本文所用數(shù)值水槽模型的造波能力滿足要求。

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3030110