CN117113725B - 参数摆式波浪能装置的获能分析方法 - Google Patents
参数摆式波浪能装置的获能分析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117113725B CN117113725B CN202311353026.XA CN202311353026A CN117113725B CN 117113725 B CN117113725 B CN 117113725B CN 202311353026 A CN202311353026 A CN 202311353026A CN 117113725 B CN117113725 B CN 117113725B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pendulum
- wave
- response
- floating body
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 70
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 20
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 abstract description 12
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F18/00—Pattern recognition
- G06F18/20—Analysing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
- G06F2111/10—Numerical modelling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
本发明属于波浪能发电技术领域，涉及一种参数摆式波浪能装置的获能分析方法，步骤包括：构建水动力数值模型；模拟浮体在规则波下的运动时程响应，通过水动力数值模型计算浮体的响应幅值和各自由度相位差，对计算结果进行插值；求解摆体动力学方程，得到其在参数空间上的响应分布，以遍历负载的形式对摆体获能进行寻优，计算摆体最优获能在波浪参数空间上的分布；调节参数，实现装置设计参数的迭代优化。本发明提供的分析方法可支持摆式波浪能装置在大范围的波浪参数组合下的粗寻优，帮助研究者快速评估装置的获能潜力，并锁定装置获能在参数空间上的主要区域，有效减小后续水动力数值模拟与物理模型实验的工作量，加快装置研发与优化的迭代速度。
Description
技术领域
本发明属于波浪能发电技术领域，具体涉及一种参数摆式波浪能装置的获能分析方法。
背景技术
参数摆式波浪能装置主要由摆体、浮体和系泊三部分构成，摆体铰接于浮体内部，可绕旋转轴与浮体发生相对的水平旋转运动，浮体通过悬链线系泊与海床连接。当浮体在系泊与波浪的共同作用下发生多自由度运动，摆体将偏离平衡位置发生振荡或旋转运动，实现波浪能量的捕获。由于主要获能机构封装于浮体内部，不与海水接触，亦不受波浪力直接作用，其结构安全可靠，能够适应恶劣海况，有效延长发电时间，在应用方面具有优势。
参数摆式波浪能装置的主要获能机构为封装于浮体内部的摆体，其获能方式与常见波浪能装置存在差异。摆体的响应受浮体运动和重力的共同影响，其响应具有一定的随机特点，相较于常见波浪能装置，参数摆式波浪能装置的摆体往往需要经历长时间的激励才能观测到稳定运动状态，即，此类装置的数值模拟成本较高。而且，波浪能装置通常只在有限的波况范围内正常工作，如何识别和确定其工作区间，并根据目标海域波浪分布对设备进行调谐，是装置优化工作中的重要一环。对于多数获能机构直接与水体接触的波浪能装置，其工作区间可以根据浮体共振周期进行判断和调节；对于参数摆式波能装置，摆体的共振周期还与浮体所在姿态角密切相关，其共振状态和工作范围难以通过理论手段进行定性判断，需以大量数值模拟作为依据。此外，参数摆式波浪能装置的性能受多方面因素影响，包括系泊***设计参数、多自由度浮体设计参数、摆体设计参数等，这使装置的在获能优化过程中的模拟工作量巨大，装置优化成本高。
Jiang等人（System analysis and experimental investigation of apendulum-based wave energy converter, OCEAN ENGINEERING, 277, 114300）曾对此类装置（如图4所示的参数摆式波浪能装置）开展相关研究，基于参数摆式波浪能装置的获能原理，构建了摆体动力学方程，并提出了基于摆体动力学方程快速评估摆体获能的构想，获能评估构想如下：
当摆体质量足够小，其响应无法显著影响浮体的运动，可作为独立的***进行分析。通过水动力软件计算浮体与系泊所构成的水动力模型在不同波高、周期组合下的运动响应，并以线性插值手段拓展水动力计算的结果。将模拟得到的浮体响应数据作为摆体动力学方程的输入条件，计算摆体在强迫激励下的运动响应，得到其运动响应和获能在波高、周期所构成的参数空间上的分布，实现装置的获能潜力的评估。
上述获能评估构想，没有提出***的优化方法， 并且忽略了所建立的数值模型中的部分细节，例如浮体各自由度响应的相位关系等，而且对激励条件亦作了简化，存在一定的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于解决现有评估方法中存在的摆体响应数值模型的激励条件不完善、计算结果不准确，装置优化流程不明晰的问题，提出了一种参数摆式波浪能装置的获能分析方法，是对现有的参数摆式波浪能装置的获能评估构想的发展和改进，基于已有的摆动动力学方程，考虑完整的激励条件以及各自由度相位关系，建立了更高精度的摆体响应数值模型；并提出针对摆体***获能评估的具体操作方法，同时提出计算效率更高的解析表达式，作为进一步加速装置优化迭代的效率的辅助方法。
本发明的技术方案是：
一种参数摆式波浪能装置的获能分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建多自由度浮体与悬链线系泊***相耦合的装置水动力数值模型；
参考波浪能装置投放的目标海域的周期、波高分布模拟浮体在规则波下的运动时程响应，通过水动力数值模型计算浮体的响应幅值和各自由度相位差，同时对计算结果进行插值；
利用水动力数值模型计算和插值得到的响应幅值、相位差及其对应的波周期数据，求解摆体动力学方程（摆体响应数值模型的主控方程），计算摆体在不同波高、周期组合下的运动时程响应，得到摆体响应在波高、周期所构成的波浪参数空间上的分布，以遍历负载的形式对摆体获能进行寻优，计算摆体最优获能在波浪参数空间上的分布；
分析响应分布和获能分布计算结果，调节装置的系泊平面布置、系泊设计参数、浮体设计参数和摆体设计参数，实现装置设计参数的迭代优化。
进一步的，所述方法的步骤还包括分析摆体在空载时的响应分布，空载时阻尼趋
于零，通过摄动法得到摆体动力学方程的近似解析式，如下：，其中，
是摄动法引入的任意小量，表示线性项，表示一阶项，表示二阶项；引入参数
规定上述近似解析式的适用边界：，其中，是摆体在一个周期内的
角速度相对极差，为角速度的最大值，为角速度的最小值，为角速度的平
均值；
在空载计算时，对比数值解与解析解的结果，完成的标定，即可使用解析解
进行空载响应计算。
进一步的，利用水动力计算软件构建所述水动力数值模型，所述水动力计算软件包括但不限于WEC-Sim、OpenFOAM、AQWA、FLOW-3D。
进一步的，对所述响应幅值进行插值，包括波高方向插值和周期方向插值，波高方向插值的处理方式为：选择两个周期相同的数据点，以波高大小为权重，对两个数据点之间任意点的响应幅值进行线性插值；
周期方向插值的处理方式为：选择两个波高相同的数据点，以周期远近为权重，对两个数据点之间任意点的响应幅值进行线性插值。
进一步的，对所述相位差数据进行插值时，仅在周期方向插值，波高方向视为恒定值；其周期方向插值的处理方式为：以周期远近为权重，对两个数据点之间任意点的相位差进行线性插值。
进一步的，波浪能装置在海上受风浪激励发生多自由度运动时，摆体与浮体间相
对运动即表示为如下的摆体动力学方程：其中，、和是摆体运动的角位移、角速度和角加速度，l是摆体质心与旋转轴的距离，M为摆体
质量，J为摆体关于质心的转动惯量，为摆体关于旋转轴的转动惯量，b为摆体
运动受到的线性阻尼，为浮体的艏摇加速度，和对应浮体的纵摇、纵荡、横摇及
横荡四个自由度加速度在摆体运动平面的分量，和为重力加速度在摆体运动平面
的两个分量。
进一步的，当利用水动力计算和插值得到的响应幅值、相位差及其对应的波周期
数据时，即可构造任意时长的浮体多自由度运动时程序列，据此计算摆体动力学方程所需
参数的时程序列，包括，，，和，通过四阶龙格库塔法求解摆体动力学方
程（摆体响应数值模型的主控方程）。
本发明的有益效果：
本发明所提供的分析方法，其计算速度远高于传统水动力模拟方式，可支持参数摆式波浪能装置在大范围的波浪参数组合下的粗寻优，帮助研究者快速评估装置的获能潜力，并锁定装置获能在参数空间上的主要区域，有效减小后续水动力数值模拟与物理模型实验的工作量。
本发明通过水动力模拟结果的插值算法和重构方法可重构任意时长的浮体响应时程序列，进一步降低了浮体水动力数值计算中的模拟时长；此外，本发明还公开了摆体动力学方程的解析解，以此评估摆体在空载时的响应分布，其计算速度远高于摆体响应数值模型，作为装置获能快速评估和优化方法的补充，可进一步提高优化效率。
本发明有利于快速评估装置设计参数的优化效果，以低成本遍历装置的设计参数组合，从而加快此类装置的研发与优化的迭代速度。
附图说明
图1为本发明的参数摆式波浪能装置的获能分析方法的技术路线图；
图2为本发明提供的数值解与解析解边界的对比分析示例；
图3为六自由度运动示意图；
图4为现有技术中的参数摆式波浪能装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了进一步理解本发明，将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供了一种参数摆式波浪能装置的获能分析方法，该方法包括以下步骤：
1. 装置水动力计算
参数摆式波浪能装置主要由摆体、多自由度浮体和悬链线系泊***三部分构成，其中，装置的水动力响应主要由多自由度浮体和悬链线系泊***决定。
波浪能装置在海上受波浪激励发生多自由度运动时，摆体与浮体间相对运动可以
表示为：
（1）式中，、和是摆体运动的角位移、角速度和角加速度，l是摆体质心与旋转轴的
距离，M为摆体质量，J为摆体关于质心的转动惯量，为摆体关于旋转轴的转动惯
量，b为摆体运动受到的线性阻尼，为浮体的艏摇加速度，和对应浮体的纵摇、
纵荡、横摇及横荡四个自由度加速度在摆体运动平面的分量，和为重力加速度在摆
体运动平面的两个分量。如图3所示，为海洋工程常用的六自由度运动示意图。
其中，重力加速度在摆体运动平面上的分量和采用如下公式计算得到：（2）式中，和是纵摇与横摇的角位移；
若浮体的质心位于摆体的旋转轴上，则和采用如下公式计算得到： （3）式中，和分别为浮体的纵荡加速度和横荡加速度，和分别为浮体的纵摇角加速度与横摇角加速度，d表示浮体质心与摆体旋转平面的垂向
距离，当旋转平面高于浮体质心时，d为正值。
摆体动力学方程（公式（1））是摆体响应数值模型的主控方程，该方程中反映浮体
激励的参数有，，，和，各参数是根据浮体各自由度响应的时程序列间
接计算得到的（其中，和通过公式（2）计算，和通过公式（3）计算，最后一项是艏摇角位移的二阶微分）。换言之，在通过水动力数值计算获取浮体各自由度响应的
时程序列后，可以进一步得到上述五个参数的时程序列，在获取这些必要参数后，即可进行
摆体动力学方程（公式（1））的计算。
在水动力计算软件（WEC-Sim、OpenFOAM、AQWA、FLOW-3D等）中建立多自由度浮体与悬链线系泊***相耦合的装置水动力数值模型。建模的主要参数包括浮体的质量属性和形状尺度，悬链线系泊***的系泊半径、系泊链长度、系泊水深和系泊链质量属性等。参考波浪能装置投放的目标海域的波浪分布（周期、波高的分布范围）模拟浮体在规则波下的运动时程响应。
在规则波激励下，浮体运动的时程通常为运动周期与波周期一致的正弦曲线，构成正弦曲线的主要参数有响应幅值、角频率和相位。其中，角频率与波周期相对应。此外，浮体在波浪和系泊共同作用下，各自由度的响应存在相位差。因此，水动力计算结果将保存各波浪要素下对应的响应幅值数据和相位差数据。
由于计算成本的限制，水动力计算无法覆盖目标海域中的所有波高、周期组合，需对水动力计算得到的响应幅值数据和相位差数据进行插值，插值通常包括波高和周期两个方向，具体处理方式如下：
（1）波高方向插值：选择两个周期相同的数据点，为方便描述，下文中将这两个数据点标记为数据点A和数据点B，水动力数值计算得到的数据点A与数据点B的周期相同但波高不同，此时以波高大小为权重，对A与B之间任意点的响应幅值进行线性插值；（2）周期方向插值：选择两个波高相同的数据点，为方便描述，下文中将这两个数据点标记为数据点A和数据点C，水动力数值计算得到的数据点A与数据点C的波高相同但周期不同，此时以周期远近为权重，对A与C之间任意点的响应幅值进行线性插值。相位差数据的处理方式与响应幅值类似，但仅在周期方向插值，波高方向视为恒定值。
2. 装置获能优化
通过水动力计算和插值得到的响应幅值、相位差及其对应的波周期数据，即可构
造任意时长的浮体多自由度运动时程序列。根据得到的浮体多自由度运动时程序列，计算
摆体动力学方程所需的输入参数的时程序列：，，，和。通过四阶龙格库
塔法求解摆体动力学方程（即公式（1）），得到摆体运动及输出功率的时程序列，计算摆体在
不同波高、周期组合下的运动响应和获能情况，得到其在波高与周期所构成的参数空间上
的分布。分析响应分布和获能分布计算结果，调节装置的系泊平面布置、系泊设计参数、浮
体设计参数和摆体设计参数，实现装置设计参数的迭代优化。
此为基于摆体动力学方程的数值模拟方法，无论摆体处于空载或是负载状态，均可适用。
空载状态下，摆体不受阻尼作用，亦无法捕获能量。该状态下的模拟结果，无法通过获能情况直观反映摆体的发电潜力，但在装置优化初期可作为摆体***性能的参考，例如，在空载状态下响应不佳的摆体，无需开展进一步的负载计算和获能分析。
当摆体***在空载时（阻尼趋于零），通过摄动法可以得到的摆体动力学方程的近
似解析式，其表达如下：其中，是摄动法引入的任意小量，式中
的线性项，一阶项，二阶项的表达式如下：
上式中，和其与波周期对应的角频率w，以及时间序列t的转换关系如下： ，，，，，是各自由度
响应与纵荡方向的相位差，其中。是线性项中的常数，表达式如下：其中，；；；；；；；；
，，，，，是各自由度响应的幅值。
解析解是一个显示表达式，只需代入时间序列即可计算得到摆体转角θ的时程序
列。输入的时间序列长度通常只需1个波周期。由于上述解析解假定摆体在所有波浪条件都
处于纯旋转响应，这与现实并不相符，因此需引入参数规定解析解的适用边界：（5）对于某波高、周期下的计算结果，是摆体在一个周期内的
角速度相对极差。摆体的纯旋转响应在参数空间上存在边界（上界和下界），这些边界可由进行表达，图2例举了数值解与解析解边界的对比，图中散点为摆体响应数值模型通
过蒙特卡罗方法计算识别的摆体响应分布，三角形散点区域为数值解得到的纯旋转区域，
两条黑色边界则是通过两个值所识别的解析解边界，即解析解所识别的纯旋转运动
范围。图中下侧边界对应的下界，是摆体纯旋转状态与静止状态的分界，上侧边界则
对应的上界，是纯旋转与混沌运动等其他响应潜力更大的运动状态之分界。若仅评估
摆体响应范围，只需考虑下界取值。
在空载计算的场景下，纯旋转边界所对应的值并不因装置设计参数的改变
而发生明显变化，只需对比数值解与解析解的结果，完成的标定（旋转边界分析），即
可使用解析解进行空载响应计算。相比于数值模拟方法的隐式表达和长达数千秒的模拟时
长要求，解析法为显示表达且只计算一个波周期，效率更高。这一方法在装置优化的初期阶
段替代数值解方法，以更高的效率评估摆体空载时的响应分布，提高优化迭代速度。
此为基于摆体动力学方程的解析方法，仅适用于空载状态下的摆体。
结合以上两种方法，计算摆体在不同波高、周期组合下的运动响应和获能情况，并得到摆体响应分布（例如平均角速度）。以遍历负载的形式对摆体获能进行寻优，计算摆体在波高、周期所构成的参数空间上的获能分布。
上述说明仅为本发明的优选实施例，并非是对本发明的限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改型等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种参数摆式波浪能装置的获能分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建多自由度浮体与悬链线系泊***相耦合的装置水动力数值模型；
根据波浪能装置投放的目标海域的周期、波高分布模拟浮体在规则波下的运动时程响应，通过水动力数值模型计算浮体的响应幅值和各自由度相位差，同时对计算结果进行插值；
波浪能装置在海上受风浪激励发生多自由度运动时，摆体与浮体间相对运动即表示为如下的摆体动力学方程：
其中，θ、和/>是摆体运动的角位移、角速度和角加速度，l是摆体质心与旋转轴的距离，M为摆体质量，J为摆体关于质心的转动惯量，(Ml2+J)为摆体关于旋转轴的转动惯量，b为摆体运动受到的线性阻尼，/>为浮体的艏摇加速度，ɡx和ɡy为重力加速度在摆体运动平面的两个分量；ax和ay采用公式/>计算得到，式中，/>和/>分别为浮体的纵荡加速度和横荡加速度，/>和/>分别为浮体的纵摇角加速度与横摇角加速度，d表示浮体质心与摆体旋转平面的垂向距离，当旋转平面高于浮体质心时，d为正值；
利用水动力数值模型计算和插值得到的响应幅值、相位差及其对应的波周期数据，求解摆体动力学方程，计算摆体在不同波高、周期组合下的运动时程响应，得到摆体响应在波高、周期所构成的波浪参数空间上的分布，以遍历负载的形式对摆体获能进行寻优，计算摆体最优获能在波浪参数空间上的分布；
分析响应分布和获能分布计算结果，调节装置的系泊平面布置、系泊设计参数、浮体设计参数和摆体设计参数，实现装置设计参数的迭代优化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的步骤还包括分析摆体在空载时的响应分布，空载时阻尼趋于零，通过摄动法得到摆体动力学方程的近似解析式，如下：
θ＝θ0+εθ1+ε2θ2，
其中，ε是摄动法引入的任意小量，θ0表示线性项，θ1表示一阶项，θ2表示二阶项；
引入参数Rav规定上述近似解析式的适用边界：
其中，Rav是摆体在一个周期内的角速度相对极差，为角速度的最大值，/>为角速度的最小值，/>为角速度的平均值；
在空载计算时，对比数值解与解析解的结果，完成Rav的标定，即可使用解析解进行空载响应计算。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用水动力计算软件构建所述水动力数值模型，所述水动力计算软件包括但不限于WEC-Sim、OpenFOAM、AQWA、FLOW-3D。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述响应幅值进行插值，包括波高方向插值和周期方向插值，波高方向插值的处理方式为：选择两个周期相同的数据点，以波高大小为权重，对两个数据点之间任意点的响应幅值进行线性插值；
周期方向插值的处理方式为：选择两个波高相同的数据点，以周期远近为权重，对两个数据点之间任意点的响应幅值进行线性插值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述相位差的数据进行插值时，仅在周期方向插值，波高方向视为恒定值；其周期方向插值的处理方式为：以周期远近为权重，对两个数据点之间任意点的相位差进行线性插值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当利用水动力计算和插值得到的响应幅值、相位差及其对应的波周期数据时，即可构造任意时长的浮体多自由度运动时程序列，据此计算摆体动力学方程所需参数的时程序列，包括ɡx，ɡy，ax，ay和通过四阶龙格库塔法求解摆体动力学方程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311353026.XA CN117113725B (zh) | 2023-10-19 | 2023-10-19 | 参数摆式波浪能装置的获能分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311353026.XA CN117113725B (zh) | 2023-10-19 | 2023-10-19 | 参数摆式波浪能装置的获能分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117113725A CN117113725A (zh) | 2023-11-24 |
| CN117113725B true CN117113725B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=88811259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311353026.XA Active CN117113725B (zh) | 2023-10-19 | 2023-10-19 | 参数摆式波浪能装置的获能分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117113725B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117521562B (zh) * | 2024-01-03 | 2024-04-26 | 华南理工大学 | 一种用于多自由度获能波浪发电平台的频域数值计算方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112116599A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-12-22 | 南京理工大学 | 基于弱监督学习的痰涂片结核杆菌语义分割方法及*** |
| CN112949188A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-11 | 中国海洋大学 | 一种波浪能装置参数配置的寻优***及方法 |
| CN116011300A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-04-25 | 中国海洋大学 | 一种风浪联合获能装置的全过程数值模拟方法 |
-
2023
- 2023-10-19 CN CN202311353026.XA patent/CN117113725B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112116599A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-12-22 | 南京理工大学 | 基于弱监督学习的痰涂片结核杆菌语义分割方法及*** |
| CN112949188A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-11 | 中国海洋大学 | 一种波浪能装置参数配置的寻优***及方法 |
| JP2022136002A (ja) * | 2021-03-05 | 2022-09-15 | 中国海洋大学 | 波力エネルギー装置のパラメータ設定の最適化システム及び方法 |
| CN116011300A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-04-25 | 中国海洋大学 | 一种风浪联合获能装置的全过程数值模拟方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Hydrodynamic analysis of multi-freedom floater wave energy converter;Hongda Shi等;《OCEANS 2016 》;全文 * |
| 浮力摆式波浪能发电装置时域研究;李松剑;潘卫明;刘靖飙;李威;蔡勇;杨欣;;太阳能学报(02);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117113725A (zh) | 2023-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN117113725B (zh) | 参数摆式波浪能装置的获能分析方法 | |
| Shen et al. | Dynamic response and viscous effect analysis of a TLP-type floating wind turbine using a coupled aero-hydro-mooring dynamic code | |
| Yang et al. | Experimental and numerical studies on the low-frequency responses of a spar-type floating offshore wind turbine | |
| CN113654756B (zh) | 一种海上浮式风机主动式实时混合模型试验方法 | |
| Lupton | Frequency-domain modelling of floating wind turbines | |
| JP7351029B2 (ja) | 複雑地形においてＬｉＤＡＲで風の流れの乱流を測定するためのシステムおよび方法 | |
| CN113553775B (zh) | 一种基于机器学习的港内码头系泊船舶运动量预报方法 | |
| CN113092065B (zh) | 一种潜降式网箱水动力特性计算的分析方法 | |
| CN114169197A (zh) | 一种风电机组在环仿真***及方法 | |
| KR20130094071A (ko) | 부유식 해상풍력발전 하부구조의 동적피로하중산출 시뮬레이션 방법 | |
| Zhang et al. | Analysis of reflector vibration-induced pointing errors for large antennas subject to wind disturbance: evaluating the pointing error caused by reflector deformation | |
| CN114510887B (zh) | 一种基于代理模型的海洋条件下大容器液位快速预测方法 | |
| CN114186508A (zh) | 一种基于cfd软件的水下航行器水动力系数测算方法 | |
| CN113127797A (zh) | 不规则底形垂荡波浪能浮体水动力半解析算法 | |
| Cao et al. | Experimental investigation on the dynamic response of an innovative semi-submersible floating wind turbine with aquaculture cages | |
| Sadraddin et al. | State-of-the-art of experimental methods for floating wind turbines | |
| Jiang et al. | Analysis method of WEC sub-system for hybrid wind-wave energy system based on reconstructed displacements | |
| CN116628868A (zh) | 大型框架式网箱在波浪上的动力响应模拟分析方法及装置 | |
| Liu | A CFD study of fluid-structure interaction problems for floating offshore wind turbines | |
| Homer et al. | Control-oriented physics-based models for floating offshore wind turbines | |
| Fowler et al. | Hydrodynamic Module Coupling in the Offshore Wind Energy Simulation (OWENS) Toolkit | |
| CN113673007B (zh) | 一种基于sph的双向波浪中船舶耐波性预报方法 | |
| Wang et al. | Experimental investigation of motion response and mooring load of semi-submersible tidal stream energy turbine under wave-current interactions | |
| CN111046542B (zh) | 一种评估二十面体的le网格计算特性方法及离散方法 | |
| Owens et al. | An energy preserving time integration method for gyric systems: development of the offshore wind energy simulation toolkit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |