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振荡浮子式波能装置阵列的非线性效应

计算流体力学、多场耦合、生物力学、动力学等 > 计算流体力学

振荡浮子式波能装置利用海浪进行发电的是一种可行的选择，在过去的十年中，人们利用数值仿真、模型实验以及全尺寸试验对振荡浮子式波能装置的水动力学特性和PTO效率进行了广泛而深入的研究。以阵列方式部署多个这样的装置形成波浪能发电厂，可以在建造及装置运行维护期间有效地利用资源，从而降低发电成本提高整体经济效益。最近的研究表明，线性方法（如边界元法）通常用来对波能装置的长期功率输出（如年均发电量等）进行预测，其应用范围受到限制。RANS方法用于模拟单个波能装置的响应时其结果与模型试验的结果吻合较好，但是将这些方法用于多个波能装置阵列时存在挑战。本文利用非线性RANS-CFD模型对振荡浮子式波能装置的阵列效应进行了数值模拟研究，展示了非粘性方未能捕捉到的相互作用效应，并强调了波能装置阵列的数值处理所面临的挑战，以及通过物理模型验进行验证的必要性。