机械工程学报

作者：高红, 梁睿智

单位：1. 上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200240;2. 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室 杭州 310058

关键词：波浪能,有效波高,能量周期,系统特性,捕获功率；

基金：国家自然科学基金（51675327）和流体动力与机电系统国家重点实验室开放基金（GZKF-2018014）资助项目。

为研究波浪能捕获液压系统在真实海况中的运行情况，建立随机波浪力作用下液压系统能量转化模型，模拟有效波高范围在1~4 m和能量周期范围在4~11 s的随机波浪力，获得随机波浪力作用下的液压波浪能捕获系统能量转化特性，探究有效波高和能量周期对波浪能捕获系统特性的影响规律。结果表明，该系统的液压缸平均位移随着有效波高增大而呈线性增加，随能量周期从4 s到7 s显著增加而7 s到11 s区间内逐渐趋于平稳；液压缸平均输出力、液压缸平均捕获功率、高压蓄能器压力、液压马达平均转速以及液压马达平均输出功率均随有效波高的增大而增大，随能量周期的增加迅速增大后逐渐减小，最佳能量周期在5~6 s。计算波浪能捕获系统的液压缸捕获功率矩阵、马达输出功率矩阵、液压系统转换效率矩阵。在有效波高为4 m，能量周期为5.5 s的海况下，液压缸平均捕获功率为62.44 kW，马达平均输出功率为47.52 kW，液压系统能量转换效率为76%，不同海况下液压系统的能量转换效率在74%~80%。结合南海海域15个点的全年海况统计数据，计算该波浪能捕获系统在15个观测点的全年捕获能量，单浮子在P11点全年能够捕获106.82 MW·h的能量，为波浪能捕获系统的设计以及选址提供理论依据。

来源：2020年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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