面向宽带定向入射波的波浪能转换器形状优化
流体动力学
2018-05-23 v1 大气与海洋物理
摘要
本文通过系统的方法并利用高性能计算，计算了波浪能转换器在以下入射波作用下的优化形状：(i)单色单向、(ii)单色定向、(iii)多色单向以及(iv)多色定向（包含定向对称与非对称）。作为研究的基准，在不失一般性的前提下，我们考虑一种浸没式平面压差波浪能转换器，并使用遗传算法（Genetic Algorithm）在广泛的形状空间中进行搜索。我们引入了一种基于几何形状傅里叶分解的吸收体形状参数化描述方法，并对每种形状计算水动力系数、获取最优功率输出参数，进而确定总体效率。我们表明，与相同面积的圆形相比，优化几何形状的吸收板能够吸收显著更高的能量（在某些情况下高出数倍）。具体而言，对于单向入射波，正如预期，最优形状为最细长的形状。对于定向入射波，蝴蝶形为最优几何形状，其细节不仅取决于入射波分量的振幅与方向，还取决于这些分量的相对相位。对于后者的影响，我们通过统计分析得到了一个最优平均轮廓。关键词：波浪能转换，形状优化
引用
@article{arxiv.1805.08294,
title = {Shape Optimization of Wave Energy Converters for Broadband Directional Incident Waves},
author = {Soheil Esmaeilzadeh and Mohammad-Reza Alam},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.08294},
year = {2018}
}
备注
19 pages, Journal Paper