H·桑托。;P.H.泰勒。;Carpintero Moreno，E。;斯坦斯比，P。;伊托克·泰勒，R。;孙，L。;臧，J。 三浮子波浪能转换器M4在中间水深中的生存极限运动和响应统计。 （英语） Zbl 1383.76041号 J.流体力学。 813, 175-204 (2017)。 摘要：本文对多体波能转换器（WEC）在恶劣海况下的极值响应进行了线性和非线性分析。被称为M4的WEC由三个直径和吃水深度从船首到船尾增加的圆柱形浮标组成，较大的中船尾浮标具有圆形底座，因此整个系统的阻力影响可以忽略不计。船首和中浮筒由横梁刚性连接，船尾浮筒由一根横梁连接至中浮筒上方的铰链，在该铰链处，旋转相对运动将被阻尼，以吸收操作条件下的功率。在没有铰链阻尼的比例模型上测试了代表极端波浪的一系列聚焦波组，也代表了具有多模力的更一般的互连圆柱形浮标系统。重要的是，分析揭示了铰链角的主要线性响应结构和梁弯矩的弱非线性响应，而预计主要为二阶的漂移力的影响未考虑在内。在主波组驱动的激励期间，模型上还存在复杂且剧烈的自由表面效应，这通常会降低整体运动响应。一旦主群移开，自由振动阶段的衰减响应将以非常接近简单线性辐射阻尼预测的速率衰减。证明了两类非线性简谐运动。在自由振动阶段，只有线性运动的双频和三频斯托克斯谐波，通过倍频和三倍频模型捕获。相反，在激励阶段，这些谐波表现出与非线性流体负载相关的更复杂的行为。虽然在系统响应中可以看到束缚谐波，但在中央浮子临时下沉（“下沉”）之前，整体响应是显著线性的。这为大于（{\sim}30^{\circ}）的角振幅提供了强大的稳定效果，并且可以视为只要继续下沉，部分驱动波就会暂时消失。利用实验和数值推导的响应振幅算符（RAO），我们利用NORA10波浪后向预报，根据奥克尼（Orkney）因其恶劣的波浪气候而闻名的波浪数据，对铰链角的极端响应进行了统计分析。对于波谱峰值周期长于RAO峰值周期的风暴，响应由海况陡度而非波高控制。因此，该系统在最极端海况下的响应非常相似，为最可能的最大响应提供了一个上限，该上限在定向传播波中显著降低。此处介绍的方法与包括WEC在内的其他单体和多体系统相关。我们还证明了随机海洋中线性物体运动的一个普遍且潜在重要的互易结果：给定极端系统响应的平均波浪历史和给定极端波浪时间匹配的平均响应历史，其中一个信号的时间反转。这种关系将为各种波-结构相互作用问题的实验测试和计算密集型计算流体动力学（CFD）提供一种有效且稳健的定义“设计波”的方法。 引用于5文件 MSC公司： 76B07型 不可压缩无粘流体的自由表面势流 76B10型 射流和空腔、空化、自由流线理论、进水问题、翼型和水翼理论、晃动 74层10 流固相互作用（包括气动和水弹性、孔隙度等） 关键词：波浪/自由表面流;波-结构相互作用 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit｛H.Santo｝等人，流体力学杂志。813175-204（2017年；兹比尔1383.76041） 全文： 内政部 链接 参考文献： [1] Ambühl，S。；斯特恩多夫，M。；Sörensen，J.D.，《浮波能量转换器不同系泊缆系统的极端响应外推》，国际J.Mar.能源，7，1-19，（2014）·doi:10.1016/j.ijome.2014.09.003 [2] Boccotti，P.，关于风浪统计特性的一些新结果，应用。海洋研究，5，3，134-140，（1983）·doi:10.1016/0141-1187（83）90067-6 [3] Eatock Taylor，R。；Chau，F.P.，《波浪绕射理论——线性和非线性理论的一些发展》，《海洋机械杂志》。北极工程师，114,185-194（1992）·数字对象标识代码：10.1115/12919970 [4] Eatock Taylor，R。；P.H.泰勒。；Stansby，P.K.，M4波能量转换器的水动力-结构耦合模型，J.Fluids Struct。，63, 77-96, (2016) ·doi:10.1016/j.jfluidstructs.2016.02.009 [5] Ewans，K.C.，《提取波方向谱的观测》，J.Phys。海洋学家。，28, 3, 495-512, (1998) ·doi:10.1175/1520-0485（1998）028<0495:OOTDSO>2.0.CO；2 [6] Grice，J.R。；P.H.泰勒。；Eatock Taylor，R.，确定性波和随机波中多柱结构的近捕集效应，海洋工程杂志，58，60-77，（2013）·doi:10.1016/j.oceaneng.2012.09.021 [7] Grice，J.R。；P.H.泰勒。；Eatock Taylor，R.，《多柱结构周围自由表面剧烈运动的二阶统计和设计波》，Phil.Trans。R.Soc.伦敦。A、 3732033（2015） [8] Jonathan，P。；Taylor，P.H.，《关于扩散海中的不规则非线性波浪》，J.海洋机械。北极工程，119，37，（1997）·数字对象标识代码：10.1115/1.2829043 [9] Lindgren，G.，《局部极大值附近正态过程的一些性质》，《数学年鉴》。统计人员。，41, 1870-1883, (1970) ·Zbl 0222.60027号 ·doi:10.1214/oms/1177696688 [10] 穆利亚万，M.J。；高，Z。；Moan，T.，《等高线法在估算双体浮式波浪能量转换器系泊缆极端响应中的应用》，J.Offshore Mech。北极工程，135，3，（2013） [11] Muliawan，M.J。；卡里米拉德，M。；高，Z。；Moan，T.，具有生存模式的组合式spar浮式风力涡轮机和浮波能量转换器（STC）系统的极端响应，J.Ocean Enng，65，71-82，（2013）·doi:10.1016/j.oceaneng.2013.03.002 [12] Newland，D.E.，机械振动分析与计算，（2006），Courier Corporation [13] 纽曼，J.N.，《海洋流体动力学》（1977），麻省理工学院出版社 [14] Parmeggiani，S.，Kofoed，J.P.&Fris-Madsen，E.2011系泊缆上的极限荷载和波龙波能量转换器的生存模式。在2011年世界可再生能源大会上。 [15] Reistad先生。；布雷维克。；哈肯斯塔德，H。；O.J.阿内斯。；Furevik，B.R。；Bidlot，J.，《北海、挪威海和巴伦支海的高分辨率风浪后报》，J.Geophys。第116号决议（2011年） [16] Santo，H。；P.H.泰勒。；Eatock Taylor，R。；Choo，Y.S.，飓风卡米尔最大波浪的平均特性，J.海上机械。北极工程，135，（2013） [17] Santo，H。；P.H.泰勒。；Eatock Taylor，R。；Stansby，P.，M4机器东北大西洋和北海波浪功率生产的年代际变化，J.Renew。能源，91，442-450，（2016）·doi:10.1016/j.renene.2016.01.086 [18] Santo，H。；P.H.泰勒。；Gibson，R.，自英国皇家学会成立以来，代表大西洋东北部和北海风暴严重程度的极端波高的十年变化，Proc。R.Soc.伦敦。A、 472、2193（2016） [19] Santo，H。；P.H.泰勒。；Woollings，T。；Poulson，S.，《大西洋东北部和北海的十年波功率变化》，Geophys。Res.Lett.公司。，42，124956-4963，（2015）·doi:10.1002/2015GL064488 [20] Socquet-Juglard，H。；Dythe，K。；Trulsen，K。；Krogstad，H.E。；Liu，J.，谱变化期间表面重力波的概率分布，J.流体力学。，542, 195-216, (2005) ·Zbl 1165.76317号 ·doi:10.1017/S0022112005006312 [21] Stallard，T.J。；Weller，S.D。；Stansby，P.K.，通过上表面浸没的吃水调整限制波浪能装置的升沉响应，Appl。海洋研究，31，4，282-289，（2009）·doi:10.1016/j.apor.2009.08.001 [22] 斯坦斯比，P。；Carpintero Moreno，E。；Stallard，T.，《利用不同光谱形状和方向扩展的不规则波进行实验室研究得出的三浮子多模多共振宽带波能线吸收器M4的捕获宽度》，J.Ocean Enging Mar.energy，1，3，287-298，（2015）·doi:10.1007/s40722-015-0022-6 [23] 斯坦斯比，P。；Carpintero Moreno，E。；Stallard，T。；Maggi，A.，波能转换用带浪涌的三浮体宽带共振线吸收器，J.Renew。能源，78，132-140，（2015）·doi:10.1016/j.rene.2014.12.057 [24] Sun，L。；Eatock Taylor，R。；Taylor，P.H.，油轮和FLNG驳船之间间隙中波浪驱动的自由表面运动，应用。海洋研究，51，331-349，（2015）·doi:10.1016/j.apor.2015.01.011 [25] Sun，L。；斯坦斯比，P。；臧，J。；Carpintero Moreno，E。；Taylor，P.H.，《在规则波（包括小阵列）中优化三浮子多模波能量转换器M4的线性衍射分析》，J.Ocean Enging Mar energy，2，4，429-438，（2016）·doi:10.1007/s40722-016-0059-1 [26] Sun，L.，Zang，J.，Stansby，P.，Carpintero Moreno，E.，Taylor，P.H.&Eatock Taylor（R.2016b）三浮子多模波能转换器M4的线性衍射分析，用于不规则波中的功率捕获和结构分析，并进行了实验验证。J.Ocean Enging Mar Energy，doi:10.1007/s40722-016-0071-5·兹比尔1383.76041 [27] Tromans，P.S.，Anaturk，A.R.和Hagemeijer，P.1991大型海浪运动学的新模型。国际海洋和极地工程学会会议记录（ISOPE-91）。 [28] Walker，D.A.G。；P.H.泰勒。；Eatock Taylor，R.，《公海上大面波的形状和Draupner新年波》，应用。海洋研究，26，3，73-83，（2005）·doi:10.1016/j.apor.2005.02.001 [29] Wolgamot，H.A。；P.H.泰勒。；Eatock Taylor，R。；Van Den Bremer，T.S。；拉比，A.C。；Whittaker，C.，《近运动捕捉模式的实验观察：在可忽略辐射的垂荡中自由运动》，J.流体力学。，786, (2016) ·doi:10.1017/jfm.2015.669 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不声称其完整性或完全匹配。