自主利用波浪能推进的水动力学原理研究

波浪能具有蕴藏丰富、能量密度高、分布面广、可以大范围就地采能等特点。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。每平方公里海面，波浪能功率可达10～20万kW。如果将海洋中的波浪能转化为船舶的辅助推进动力，则船舶将获得近乎无限的续航能力。将振动水翼波浪能推进原理应用于船舶上，则将获得一种全新的设计概念：在艏部或艉部布置有振动水翼，水翼支承在弹簧上，能够在波浪力作用下自行摆动产生有利攻角，船舶受到波浪的推力作用实现前进运动。深入探索自主利用波浪能推进的水动力学原理，并加以实验验证，将为波浪能推进型船舶的研发奠定重要的理论与技术基础。

海洋中的波浪能具有蕴藏丰富、能量密度高、分布面广、可以大范围就地采能等特点。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。据估计，全世界海洋波浪能储量约30亿千瓦，我国南海海域波浪能密度约为5-8Mw/km。 . 振动水翼推进装置是一种利用波浪能产生推力的装置。当波浪引起水翼作上下运动时，控制翼的迎角范围，即可产生前进的推力。将振动水翼波浪能推进原理应用于水面船舶上，可作为船舶的辅助推进动力，将降低油耗，也有利于保护海洋环境。而且振动水翼具有减摇（减纵摇）的作用，有利于改善船舶的运动性能。. 本项目在对波浪中振动水翼产生推力的水动力学原理进行理论分析的基础上，对影响推力产生的因素进行了数值计算研究，通过研究和计算初步验证了波浪中水翼振动产生推力的可行性，分析得到了振动水翼的翼型、航速（来流速度）、波浪条件（波高、周期）、水翼运动方式等因素对振动水翼产生推力的影响规律。 . 根据理论分析及CFD计算结果，提出了船舶振动水翼波浪能推进装置的设计方案，设计制作了相应的实验装置，在波浪水池中了进行了实验验证。实验获得了安装了振动水翼推进装置的船模在波浪中的前进速度及推力，进一步验证了波浪中振动水翼产生推力驱动船舶前进的可行性。. 结合实验和数值计算结果，针对目标船提出了波浪中振动水翼产生推力的装置概念设计方案，给出了目标船利用波浪能助推效果的预报分析结果。