OpenFOAM software in this paper, the integrated use of theoretical analysis and numerical simulation method, determines the rules under wave action of cylinder and the cylinder and float of the impact of the whole system。 

Keywords: oscillating float, wave power device, hydrodynamics, Morison 

目录

第一章 绪论 1

1。1论文的研究背景及意义 1

1。2 国内外研究现状 1

1。3本文主要研究内容 4

第二章 研究理论基础 6

2。1 理论方程 6

2。1。1波浪力的计算理论 6

2。2有限体积法 9

2。3 OpenFOAM及Wave2FOAM简介 9

2。4 N-S方程质量守恒动量守恒 10

第三章OpenFOAM数值模拟基本步骤与实现方法 12

3。1 interFoam及其特点 12

3。2 Case目录和网格转化 13

3。3初始条件和控制文件 14

3。4并行计算 19

第四章 OpenFOAM数值模拟结果分析与对比 20

4。1 概述 20

4。2 数值造波与消波 22

4。2。1 波面方程的计算 22

4。3 单圆柱数值模拟结果分析 26

4。3。1 自由液面涡量演变过程 26

4。3。2 水平波浪力与横向力的计算 29

4。4 圆柱加浮子数值模拟分析 34

4。5 本章小结 45

第五章 结论与展望 46

5。1 本工作总结 46

5。2 对后续工作的展望 46

致谢 48

参考文献 49

第一章 绪论

1。1论文的研究背景及意义

随着社会和经济的快速发展，人类对能源的需求量越来越大，但是全球的能源储备量是有限的，特别是本世纪七十年代爆发的能源危机，使人们清楚地认识到能源问题在经济发展和社会运转中的重要作用。海洋面积占了地球表面积的大部分，海洋中蕴含了大量天然气、石油、海洋生物等数不尽的珍贵能源宝库，是大自然给予人类的资源宝藏。近现代以来科学技术的发展快速，开发海洋资源的综合难度已经降低很多，海上石油钻井平台、潮汐能发电站、大型海水养殖场以及海水淡化等开发海洋资源的综合利用工程已经在全球范围内得到了广泛的应用。由于沿海地区经济和社会发展的需要，各种跨海建筑、填海造陆、铺设海底管道或者海底光缆等近岸工程正迅速开展，这也使得海洋近岸地带的这片区域成为人类活动最频繁的区域之一，通常这个区域也是港口通向远洋运输的必须经过的路，沿岸遍布通商口岸，从而经济发达。

海洋波浪能是难得的清洁可再生能源，所以一直以来，世界各个国家都投入了大量的人力和财力来研究波浪能的利用。目前来看振荡浮子式波浪能发电装置的技术结构较为简单、抵抗风浪的能力相对于其他装置更强、并且它的能量转化效率相对较高和频率响应范围更加宽，这些优势使这种发电装置的开发前景更加广。在国外，一些振荡浮子式波浪能装置已接近商业化，而国内的发展相对来说比较滞后，仍然在开始阶段。因为国内外海洋环境有着天差地别，我国近海区域的海况波浪周期短，能量密度相对较低，所以我们对振荡浮子式波浪能转换装置进行全面的独立研究和创造是必须走的路，而对波浪能的研究是其中的基础性工作。本论文通过理论数值计算和用OpenFOAM进行数值模拟等研究手段，研究了规则波作用下浮子对立柱涡流运动的影响。