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摘要
摆式波能装置与超大型浮体集成系统在间隙流体共振作用下其浮式弹性板的水弹性响应和波能装置的水动力性能属于非线性范畴，尤其当非线性多体相互作用时，这种非线性行为更加复杂，因此采用完全非线性分析技术是唯一可获得浮板精确水弹性响应以及波能装置俘获效率的方法。本文利用计算流体软件耦合有限元方法建立模拟摆式波能装置与超大型浮体相互作用的完全非线性三维时域数值水槽模型；将弹性板模型加入到流固耦合交界面，对流体结构相互作用进行建模并对超大型浮体进行离散，再利用数据交互实现耦合计算；采用有限体积法对Navier-Stokes控制方程进行空间离散，使用流体体积法追踪流体与空气两相之间的自由界面变化。结果表明：浮板中线各点处的垂向位移随摆板水下深度的增加而减小，而摆板俘获效率随其水下深度的增加而增大；波幅的增加会加剧波浪的非线性作用，当波幅增加时，集成系统中浮板的水弹性响应明显减小，摆板的俘获效率逐渐降低。
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