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海流能发电系统圆柱体振子涡激振动轨迹研究

发布时间:2019-01-09 16:41
【摘要】:利用振子的涡激振动进行海流能发电是当前海洋可再生能源研究的热点之一,振子的运动轨迹对发电效率和结构形式具有巨大影响。以范德波尔方程建立双自由度的结构和尾流振子耦合方程,对不同阻尼比、质量比和约化速度的振子轨迹进行分析。结果表明,约化速度是影响运动轨迹形状的主要因素,在约化速度为4~8范围内运动轨迹存在巨大变化,且在此范围内,质量比的改变引起顺流向振幅发生17倍的变化,而阻尼比则引起横向振幅产生了22倍的改变。这说明在发电系统设计中选择低质量比、低阻尼比能够有效提高发电效率和结构寿命。
[Abstract]:Ocean current energy generation using vortex-induced vibration of vibrator is one of the hot topics in marine renewable energy research at present. The motion trajectory of oscillator has a great influence on the efficiency and structure of power generation. The coupling equations of structure and wake oscillator with two degrees of freedom are established by Van der Bohr equation. The oscillator trajectories with different damping ratios, mass ratios and reduced velocities are analyzed. The results show that the reduced velocity is the main factor affecting the shape of the trajectory. In the range of reduced velocity of 4 ~ 8, the trajectory of the motion is changed greatly, and in this range, the change of mass ratio results in 17 times of the amplitude of the flow direction. The damping ratio, on the other hand, results in a change of the lateral amplitude by 22 times. This shows that low mass ratio and low damping ratio can effectively improve generation efficiency and structural life in power generation system design.
【作者单位】: 江苏科技大学船舶与海洋工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51409128) 江苏省高校自然科学研究项目(14KJB570001)
【分类号】:P742;P743

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