不規則波激勵下磁力雙穩態波浪能轉換裝置的能量捕獲特性研究

作者：席儒,張海成,陸曄,徐道臨,吳博

摘要：該研究提出了一種新型磁力雙穩態機構,主要由一對同向充磁的負剛度磁環,附加一對異向充磁的正剛度磁環組成,可通過調整磁環參數有效改變雙穩態裝置的勢壘高度,從而克服傳統型雙穩態裝置在小幅波浪激勵下轉換效率低的難題。基于Cummins方程建立了系統的時域非線性動力學模型,其中采用狀態空間模型替代了輻射力的卷積積分項用于加快計算速度。采用四階龍格庫塔方法求解動力學方程,獲得系統響應解。采用Jonswap波浪譜,研究了不規則波激勵下波浪能轉換裝置的轉換效率隨雙穩態結構參數以及波浪激勵參數的變化規律。結果表明,新型磁力雙穩態機構在合適參數下可以達到降低勢壘高度和拓寬平衡點間距的效果,從而顯著提高波能捕獲效率,拓寬波能捕獲頻帶,尤其是大幅提高了系統在小波高激勵下的捕獲寬度。

發文機構：湖南大學機械與運載工程學院 中國船舶科學研究中心 湖南海浮科技有限公司

關鍵詞：雙穩態點吸收式波浪能不規則波轉換裝置能量捕獲非線性響應bistablepoint absorberwave energyirregular waveconversion deviceenergy harvestingnonlinear response

分類號： P734[天文地球—海洋化學]