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

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.03.006

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%。