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Nonlinear Dynamics | 研究进展:双线性滞回PTO作用下点吸收式波能转换器非线性动力学

课题组在 Nonlinear Dynamics 发表点吸收式波能转换器液压 PTO 非线性动力学研究,提出 Jenkins 型双线性滞回模型与非线性频域分析框架。

研究主题与点吸收式波能转换器 PTO 建模概览。
点吸收式波能转换器液压 PTO 构型及等效力学模型。
Jenkins 型 PTO 的粘滑响应与滞回特征。
不同频域与时域方法的响应预测对比。
不同激励频率下的非线性响应与高阶谐波特征。
PTO 参数变化下的平均吸收功率与最优工作区域。

研究进展

课题组关于点吸收式波能转换器液压功率提取系统(PTO)非线性动力学的研究成果已在线发表于 Nonlinear Dynamics。论文题为 Dynamics of point-absorber wave energy converters with bilinear hysteretic PTO damping,联合培养博士生辛传龙为第一作者,韦雁机助理教授为通讯作者。

方法与主要发现

研究针对传统库仑阻尼模型忽略液压系统有限串联刚度的问题,引入 Jenkins 型双线性滞回模型,并构建谐波平衡与交替频率—时间方法相结合的分析框架。该模型能够描述预滑移弹性、摩擦阈值以及路径相关的滞回响应。

结果表明,串联刚度与摩擦阈值会共同影响系统的粘滑转变、共振位置、幅频响应和能量捕获。低阶谐波平衡方法适合快速扫频与参数筛选,而在低频强非线性区域,高阶方法能更好地保留主要谐波贡献。

工程意义

研究为液压 PTO 的快速性能评估、参数选择和优化设计提供了兼顾物理解释与计算效率的中间建模路径,也为后续原理样机、能量转换效率和控制策略研究提供了基础。

来源:微信公众号「海洋可持续发展研究」 查看公众号原文 ↗