不规则波激励下磁力双稳态波浪能转换装置的能量捕获特性研究

作者：席儒,张海成,陆晔,徐道临,吴博

摘要：该研究提出了一种新型磁力双稳态机构,主要由一对同向充磁的负刚度磁环,附加一对异向充磁的正刚度磁环组成,可通过调整磁环参数有效改变双稳态装置的势垒高度,从而克服传统型双稳态装置在小幅波浪激励下转换效率低的难题。基于Cummins方程建立了系统的时域非线性动力学模型,其中采用状态空间模型替代了辐射力的卷积积分项用于加快计算速度。采用四阶龙格库塔方法求解动力学方程,获得系统响应解。采用Jonswap波浪谱,研究了不规则波激励下波浪能转换装置的转换效率随双稳态结构参数以及波浪激励参数的变化规律。结果表明,新型磁力双稳态机构在合适参数下可以达到降低势垒高度和拓宽平衡点间距的效果,从而显著提高波能捕获效率,拓宽波能捕获频带,尤其是大幅提高了系统在小波高激励下的捕获宽度。

发文机构：湖南大学机械与运载工程学院 中国船舶科学研究中心 湖南海浮科技有限公司

关键词：双稳态点吸收式波浪能不规则波转换装置能量捕获非线性响应bistablepoint absorberwave energyirregular waveconversion deviceenergy harvestingnonlinear response

分类号： P734[天文地球—海洋化学]