哈工程深入学习贯彻党的二十届四中全会精神,牢记习近平总书记殷殷嘱托,为服务高水平科技自立自强贡献智慧与力量,近日,船舶学院耿敬教授、周宇副教授团队在海洋波浪能领域取得新突破。团队揭示了抛物线型聚能海岸与振荡水柱波能装置耦合下的能量传递与俘获机理。基于汇聚重构波场特性,提出并验证了一种新型单/双气室OWC波能装置构型,显著提升了能量俘获效率和有效频带宽度,这为破解我国近海波浪能“密度低、难利用”的困境,实现高效俘获提供了可行方案。

抛物线型聚能海岸聚焦点布置OWC波浪能发电装置
相关成果以“汇聚波场下单气室和双气室振荡水柱波能装置俘能提升研究”为题,发表在《通信-工程》(Communications Engineering)上。船舶学院周宇副教授为论文第一兼通讯作者,哈尔滨工程大学为第一单位。
与欧洲优越的波浪能资源相比,我国近海波能流密度整体偏低,成为制约波浪能规模化开发的关键瓶颈。受抛物线型聚能海岸对波浪场的空间汇聚重构特性启发,团队创新性地提出了单/双气室OWC波能装置新构型。研究证实,该设计不仅显著拓宽了装置的有效工作频带,更实现了俘能效率的跨越式提升:单气室装置波能俘获能力较单个独立装置提升24.6倍,而联排双气室装置的峰值俘获宽度比在此基础上再度跃升41.4%。
此外,团队围绕抛物线聚能海岸耦合OWC装置在汇聚波场中的高效俘能问题,构建了基于势流理论的二阶时域高阶边界元数值模型,并结合模型试验分阶段验证了模型的准确性,建立了适用于不同尺度及多气室耦合条件的非线性气动模型,突破了传统依赖单一工况反复标定的局限,为后续同类研究提供了重要的方法支撑。
《通信-工程》(Communications Engineering)是Nature出版集团旗下首个工程领域子刊,专注在工程学科各个领域的开放获取期刊,致力于发表工程领域内的高质量研究、综述和评论。