【摘 要】
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波浪能是一种清洁的可再生资源，分布于占地球表面积71%的广袤海洋，具有单位面积能量密度大，时间分布上较为稳定的特点。但由于海洋自然环境的复杂恶劣，现阶段人类对波浪能的利用
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波浪能是一种清洁的可再生资源，分布于占地球表面积71%的广袤海洋，具有单位面积能量密度大，时间分布上较为稳定的特点。但由于海洋自然环境的复杂恶劣，现阶段人类对波浪能的利用还处于很低的水平。从上世纪开始，为了达到有效利用波能的目的，人们设计和实验了各种波能转换装置（WEC），具有代表性的WEC形式有振荡水柱式、点吸收式、摆式和越浪式等，各种形式的WEC都有各自的特点和优缺点。 本文主要研究一种气囊式点吸收波能转换装置，通过气囊压缩伸长推动空气流过PTO进行发电。由于气囊的存在，装置具有金属部件少，结构简单，安装更方便，耐久性更好，可适应较恶劣的环境，且造价相对低廉等特点。该装置由浮在水面的浮子、淹没在水面下的沉子和气囊及PTO装置共同组成。 基于等熵原理推导了气囊形变与内力的关系，基于线性势流理论对浮子和沉子分别建立运动方程，由于气囊和沉子都淹末于水下所以忽略了气囊和沉子的波浪作用力；接下来分析了平衡时的状态，改变不同参数对气囊体积、浮子吃水的影响；最后采用势流理论，在频域上建立该装置的运动方程，求解浮子和沉子的运动响应，给出装置运动时的能量俘获宽度、气囊压强变化幅值等结果，并且通过对装置不同参数的调整，分析不同参数对装置的水动力特性有何影响。水动力特性分析主要从以下几个方面进行： 1）改变PTO的流量阻尼系数BPTO，寻找最佳或较佳的BPTO值的取值范围，分析随BPTO变化其运动响应及提取功率的变化。 2）改变气囊的体积、浮子内空腔的体积、气囊初始压强及气囊半径，在最佳阻尼下，分析装置运动响应、提取功率及压强幅值变化规律，给出以上参数合适的选取范围。
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