A題 波浪能最大輸出功率設計

隨著經濟和社會的發展，人類面臨能源需求和環境污染的雙重挑戰，發展可再生能源產業已成為世界各國的共識。波浪能作為一種重要的海洋可再生能源，分布廣泛，儲量豐富，具有可觀的應用前景。波浪能裝置的能量轉換效率是波浪能規模化利用的關鍵問題之一。

圖 1 為一種波浪能裝置示意圖，由浮子、振子、中軸以及能量輸出系統（PTO，包括彈簧和阻尼器）構成，其中振子、中軸及PTO 被密封在浮子內部；浮子由質量均勻分布的圓柱殼體和圓錐殼體組成；兩殼體連接部分有一個隔層，作為安裝中軸的支撐面；振子是穿在中軸上的圓柱體，通過PTO 系統與中軸底座連接。在波浪的作用下，浮子運動并帶動振子運動（參見附件 1 和附件 2），通過兩者的相對運動驅動阻尼器做功，并將所做的功作為能量輸出。考慮海水是無粘及無旋的，浮子在線性周期微幅波作用下會受到波浪激勵力（矩）、附加慣性力（矩）、興波阻尼力（矩）和靜水恢復力（矩）。在分析下面問題時，忽略中軸、底座、隔層及PTO 的質量和各種摩擦。

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