振荡水柱波能装置-浮式防波堤集成系统的水动力性能研究

批准号:
51979247
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
何方
依托单位:
学科分类:
海岸工程与海洋工程
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
何方
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中文摘要
波能装置与防波堤的工作环境具有很强兼容性,将二者相结合可提高海上基础利用率、降低发电成本,同时波能装置的俘能也有利于波浪衰减,一举多得。本项目提出一种振荡水柱波能装置-浮式防波堤集成系统,拟采用理论分析、物模试验和数值模拟相结合的方法对其水动力性能展开研究,通过势流理论分析和水动力试验研究波浪响应特性,通过粒子图像测速试验和粘性流数值模拟研究周围流场特征;综合分析以探索流场形态与波能耗散间的内在联系,阐明其对俘能和防浪的影响机制;进一步揭示浮堤载体-振荡水柱装置-锚泊系统间的相互作用规律,明确其匹配优化准则,为高效率、低成本的实际运行提供科学判据。探索通过对共振周期和阻尼特性的设计,增强振荡水柱装置的长波俘能,进而提高该集成系统的长波衰减,突破浮式防波堤现有应用瓶颈。在以环境友好型浮式防波堤进行高效防浪的同时,就地充分利用波浪能为离岸设施提供可持续清洁能源,具有重要科学意义和广泛应用价值。
英文摘要
The working environments for wave energy converter (WEC) and breakwater are strongly compatible. An integration of these two can improve the utilization of marine infrastructure and reduce the cost of power generation; meanwhile the energy extraction of WEC can attenuate more wave. This project proposes an integrated system of oscillating-water-column (OWC) converters and floating breakwater (FB) and intends to investigate the hydrodynamic performance of the integrated system through a combination of theoretical analysis, physical experiment and numerical simulation. The theoretical analysis and hydrodynamic experiment will be employed to study the characteristics of wave response. The particle image velocimetry experiment and viscous flow numerical simulation will be employed to study the characteristics of surrounding flow field. Through a comprehensive analysis of the characteristics of both wave response and surrounding flow field, the essential relationship between flow field pattern and wave energy dissipation is explored, and its influential mechanism on both energy extraction and wave protection is to clarify. The interaction law among FB carrier-OWCs-mooring system is further delved into to reveal the matching optimization criterion, thus the scientific criteria for the practical operation of the integrated system in terms of high efficiency and low cost can be provided. Enhancement on the extraction of long waves through the design of resonance period and damping characteristic of OWCs is explored to improve the attenuation of long waves by the integrated system, which can break through the existing application bottleneck of FBs. While using environmentally friendly FBs for efficient protection against wave, we can sufficiently utilize wave energy to provide sustainable clean energy for offshore facilities. This project is of great significance and wide application value.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1360/sspma-2022-0238
发表时间:2022
期刊:中国科学: 物理学 力学 天文学
影响因子:--
作者:何方
通讯作者:何方
DOI:10.1063/5.0177213
发表时间:2023-12
期刊:Physics of Fluids
影响因子:4.6
作者:Ben He;Yuan Lin;Wei Li;M. Wei;Fang He
通讯作者:Ben He;Yuan Lin;Wei Li;M. Wei;Fang He
DOI:10.1631/jzus.a2200598
发表时间:2023-02
期刊:Journal of Zhejiang University-SCIENCE A
影响因子:3.2
作者:Fang He;Yibei Liu;Jiapeng Pan;Xinghong Ye;Pengcheng Jiao
通讯作者:Fang He;Yibei Liu;Jiapeng Pan;Xinghong Ye;Pengcheng Jiao
DOI:10.1016/j.apor.2023.103497
发表时间:2023-04
期刊:Applied Ocean Research
影响因子:4.3
作者:F. He;Jindi Li;Jiapeng Pan;Zhiming Yuan
通讯作者:F. He;Jindi Li;Jiapeng Pan;Zhiming Yuan
DOI:10.1016/j.euromechflu.2022.01.007
发表时间:2022-02
期刊:European Journal of Mechanics - B/Fluids
影响因子:--
作者:Huashan Zhang;Zhilang Zhang;Fangning He;Moubin Liu
通讯作者:Huashan Zhang;Zhilang Zhang;Fangning He;Moubin Liu
适用于海岛的多功能模块化波浪能综合利用集成系统研究
- 批准号:LZ23E090001
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2023
- 负责人:何方
- 依托单位:
极端波浪作用下波能装置-防波堤集成系统水动力特性研究
- 批准号:52211530092
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:10万元
- 批准年份:2022
- 负责人:何方
- 依托单位:
极端波浪作用下波能装置—防波堤集成系统水动力特性研究
- 批准号:--
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:--
- 批准年份:2021
- 负责人:何方
- 依托单位:
波能利用型海洋结构物水动力分析与设计方法
- 批准号:--
- 项目类别:优秀青年科学基金项目
- 资助金额:120万元
- 批准年份:2020
- 负责人:何方
- 依托单位:
振荡水柱式防波堤振荡流场及能量转换特性研究
- 批准号:LY19E090007
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:何方
- 依托单位:
振荡水柱波能利用型透空堤的水动力特性及消浪机理研究
- 批准号:51609211
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:何方
- 依托单位:
国内基金
海外基金
