海洋立管涡激振动抑振-俘能装置试验研究

任啸辉, 李朋, 王传振, 刘震, 陈鑫, 娄敏, 朱立, 王业硕, 黄一杰

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山东科技大学学报(自然科学版) ›› 2023, Vol. 42 ›› Issue (03) : 53-62. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.03.006

海洋立管涡激振动抑振-俘能装置试验研究

  • 任啸辉, 李朋, 王传振, 刘震, 陈鑫, 娄敏, 朱立, 王业硕, 黄一杰
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摘要

设计了一种海洋立管涡激振动涡轮式抑振-俘能装置,并在波-流联合水槽中对3种不同覆盖率的抑振-俘能装置进行试验研究。通过变化外流流速与装置覆盖率,分析立管的位移均方根、抑振效率、发电量等参数,揭示不同流速与不同覆盖率对装置抑振效率及俘能效率的影响;结合装置发电效率和抑振效率,探索俘能与涡激振动抑制之间的耦合作用机理。研究结果表明:涡轮式抑振-俘能装置可以有效降低立管的振动幅值,在试验约化速度范围内的整体抑振效率高于60%,最大抑振效率可达97.13%;当约化速度满足装置俘能发电的最低限值后,发电量随着约化速度的增加稳步提升;抑振效率对于覆盖率的敏感度较低,抑振-俘能装置的发电效率受约化速度影响较大,在高约化速度下装置不仅可有效抑制涡激振动,还能够达到理想的发电效率,电量最大值时的抑振效率为81.85%。

关键词

海洋立管 / 涡激振动 / 抑振-俘能 / 抑振效率 / 发电效率

中图分类号

P756.2 / TM619

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任啸辉, 李朋, 王传振, 刘震, 陈鑫, 娄敏, 朱立, 王业硕, 黄一杰. 海洋立管涡激振动抑振-俘能装置试验研究. 山东科技大学学报(自然科学版). 2023, 42(03): 53-62 https://doi.org/10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.03.006

基金

国家自然科学基金项目(51709161,U2006226); 山东省重点研发计划项目(2019GHY112061); 山东省自然科学基金项目(ZR2022QE118); 山东省高等学校青创人才引育计划项目

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