《Renewable Energy》：Wave power extraction analysis of a floating hybrid wave energy converter placed over an undulated seabed using hybrid boundary element method
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本文推荐一篇关于近岸混合浮动波能转换器（WEC）的创新研究。该研究结合压电装置（PWEC）与桩支撑振荡水柱（OWC），采用混合边界元法（BEM）分析其在规则波及不规则波作用下的能量捕获性能。结果表明，通过优化腔室尺寸、压电装置浸没深度及功率输出（PTO）阻尼等参数，混合系统在长波和中波范围内展现出卓越的能量提取效率，尤其固定边缘配置在起伏海床上实现最高转换效率，为近岸波浪能发电提供了可靠方案。
结果与讨论
本节展示了所提出物理问题的数值结果，并讨论了其物理解释。分析旨在通过考虑多种结构参数（包括腔室宽度、前后壁吃水深度、板长度、板浸没深度和底部配置）的影响，并精细调整与振荡水柱（OWC）装置相关的阻尼参数，来研究混合波浪能转换器（WEC）装置的水动力性能。
结论
研究了在规则波和不规则波作用下，一种新型近岸混合浮动波浪能转换器（WEC）装置在起伏海床上的功率提取性能。该混合系统将桩支撑的振荡水柱（OWC）防波堤与压电波浪能转换器（PWEC）相结合，并在固定、自由和系泊边缘条件下进行分析。使用混合边界元法（BEM）评估了各种结构配置和边界条件以评估水动力行为，并确定了功率输出（PTO）系统在共振和最大能量提取条件下的最佳阻尼参数。研究发现，混合系统在长波和中波范围内表现出优于独立压电（PWEC）和振荡水柱（OWC）装置的功率提取能力，这是通过优化参数实现的，包括适中的腔室宽度和高度、压电装置的浅浸没深度以及为共振条件校准的功率输出（PTO）阻尼。值得注意的是，自由边缘压电配置与紧凑型振荡水柱（OWC）腔室配合展示了最大的能量捕获和共振带宽。此外，固定边缘设置与海床起伏相结合增强了稳定性和功率输出。在由JONSWAP谱代表的实际海况下，由于更高的谱能量密度，海况2表现出优异的波浪能捕获能力。在配置中，漂浮在起伏海床上的固定边缘压电装置提供了最高的整体能量转换效率和一致的共振行为。总体而言，研究结果证实了混合波浪能转换器在优化近岸波浪发电的能量捕获和结构响应方面的有效性。
研究的局限性与未来方向
本研究采用的方法类似于分析桩支撑振荡水柱（OWC）防波堤与海洋波浪相互作用的分析，提供了一个简化的分析框架，但未能完全捕捉真实的海洋复杂性，因为固定的浮动配置是不现实的。它还忽略了流体粘性、波浪非线性和装置的动态垂荡响应。未来的研究应纳入垂荡运动，扩展到完全三维（3D）建模以包括所有自由度，并评估更广泛的操作条件。
