Performance of a distensible-tube wave attenuator in a slender focusing channel
Performance of a distensible-tube wave attenuator in a slender focusing channel
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细长聚焦通道中可伸缩管波衰减器的性能
DOI：
10.1007/s40722-023-00297-8
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发表时间：
2023
影响因子：
1.9
通讯作者：
Mendes A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mendes A
分析了一种利用充水膨胀管与波浪对向的波浪能装置。波浪激发的压力在管中的凸起激活在其尾部的静止的向前弯曲的圆形振荡水柱（OWC）。该系统已在波浪水槽中进行了广泛的测试，在不同的尺度。然而，进一步提高其效率是可能的。目前的研究评估其性能在1：20的比例，而在一个细长的聚焦通道。作为补充，还考虑了另外两种情况：一种是在近岸，将系统组装到底部直立式导管架结构上;另一种是陆上设计，管道在海堤前以恒定深度或倾斜底部运行。在波浪水槽中产生了代表亚速尔群岛西方群波浪气候的小振幅和有限振幅的深、中尺度规则波。一个非线性的动力输出阻抗施加了一组校准孔板，然后获得其特性假设可压缩气流。气动室中的气压、OWC自由表面位移和入射波场的测量提供了能量捕获宽度的估计，然后将其与分析预测和基准测试结果进行比较。照片进一步有助于理解电子管工作模式的物理基础。此外，该系统的性能得到与没有管，然后与标准值OWC进行比较。结果表明，增加一个可膨胀的管和一个合适的聚焦通道可以显着提高传统的OWC系统的容量因子。
A wave energy device utilizing a water-filled distensible tube aligned head to waves is analyzed. The wave-excited pressure bulges in the tube activate a stationary forward-bent circular oscillating water column (OWC) at its stern. This system has been extensively tested in wave-tank, at different scales. However, further improvements to its efficiency are possible. The present research assesses its performance at 1:20 scale, while operating in a slender focusing channel. Complementarily, two other situations are considered: one at the nearshore, where the system is assembled to a bottom-standing jacket structure, and an onshore design where the tube operates in front of a sea wall in constant depth or over a sloping bottom. Deep and intermediate regular waves of small and finite amplitudes are generated in the wave-tank, representing the wave climate in the Occidental Group of the Azores islands. A non-linear power take-off impedance is imposed by a set of calibrated orifice plates and its characteristic is then obtained assuming compressible airflow. Measurements of air pressure in the pneumatic chamber, OWC free-surface displacement, and incident wave-field provide estimates of energy capture-width, which are then compared with analytical predictions and benchmark test results. Photographs further help to understand the physics underlying the tube’s working modes. Moreover, the performance of the system is obtained with and without the tube and then compared with standard values for OWCs. It is demonstrated that the addition of a distensible tube and a suitable focusing channel can significantly improve the capacity factor of a conventional OWC system.
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