基于AQWA的锥底振荡浮子水动力特性研究_陈启东.pdf
【摘要】 通过水动力计算软件对圆锥底振荡浮子进行仿真分析,主要针对浮子圆锥角度进行建模仿真,并对各自附加阻尼、附加质量、激振力和RAOs进行频域分析,对位移、速度、加速度和激振力进行时域分析。结果表明,当频率小于0.6 Hz,浮子所受激振力和附加质量下降较快;RAOs值较稳定;辐射阻尼上升较快。当频率大于0.6 Hz时,浮子所受激振力较小且变化缓慢;RAOs值迅速下降;附加质量较小,下降趋势趋缓;辐射阻尼不断下降,100°～120°锥角的振荡浮子下降缓慢,130°～170°振荡浮子下降较快。通过时域分析可以看出,当锥角小于120°时,浮子运动很不稳定,当锥角较大时,浮子所受激振力较大,运动也比较稳定。
【Abstract】 This paper simulates the conical oscillating float by hydrodynamic calculation software. It mainly focuses on the modeling and simulation of the float cone angle, and analyses the frequency domain of the respective radiation damping, added mass, exciting force and response amplitude operators(RAOs), and time domain analysis of displacement, velocity acceleration, and exciting force. The results show that when the frequency is less than 0.6 Hz, the exciting force and additional mass of the float ...
【关键词】 辐射阻尼； 附加质量； 激振力； RAOs； 频域分析； 时域分析；
收稿日期: 2018 － 10 － 16
基金项目: 国家自然科学基金( 51705037)
作者简介: 陈启东( 1962 ) ，男，江苏无锡人，教授，本科，学士学
位，研究方向为机械振动和流体力学。
基于 AQWA 的锥底振荡浮子水动力特性研究
陈启东1，曹 灿2，顾泽堃2，王力晓2
( 1． 常熟理工学院 机械工程学院，江苏 常熟 215500;
2．节选段落二：
因此，研究圆锥角度对锥形振荡浮子是一个重
要的切入点，通过对比，选出最适合在海洋环境中工
作的圆锥角度来提高振荡浮子的发电效率。
该文利用专业的水动力软件 AQWA，对不同角
度的锥形振荡浮子进行水动力特性建模仿真，并对
各个角度振荡浮子在不同波浪频率下的波浪激振
力、浮值响应算子( ＲAOs) 、附加质量和附加阻尼进
行比较分析，频域分析之后，选择振幅为 0． 5 m、频
率为 0． 25 Hz 的波浪对浮子位移、速度、加速度及激
振力进行时域分析。
1 研究对象
1． 1 仿真参数与水动力模型
分析过程中，采用控制变量的方法，保持浮子的
半径和质量不变，改变振荡浮子的锥角。节选段落三：
1． 3 网格划分与参数设定
在水动力计算软件 AQWA 中，根据网格尺寸大
小确定频域分析的范围。仿真过程中，设置最小网
格尺寸为 0． 05 m，频率范围是 0 ～ 1． 2 Hz，曲线精度
设置 20 个插值点确定一条曲线，网格自动划分，网
格如图 2 所示。
图 2 锥底浮子网格划分
2 频域分析
圆锥底振荡浮子式波浪能发电装置的锥角对发
电效果有很大的影响，通过 AQWA 软件对其进行频
域分析。主要针对浮子受到的激振力、浮值响应算
子( ＲAOs) 、附加质量和辐射阻尼这 4 个因素，分析
不同角度的锥底振荡浮子的水动力性能。
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