Статья: Використання енергії хвиль системою осцилюючих поверхневих розподілів тиску

ілюструє відносну ефективність поверхні тиску в відходящих та зустрічних хвилях.

Рис. 2. Зміна відношення максимальної ширини захвата, lmax/2b з відносним подовженням b/a, для регулярних хвиль, які наближаються до прямокутного поглинаючого поверхневого розподілу тиску для різних значень безрозмірного хвильового числа ka.

Результати, які базуються на обчисленні рівнянь (2.25) - (2.27) даються на рис. 1 і 2. На рис. 1 ширина захвата безрозмірна відносно ширини пристрою 2b, зображена як функція кута атаки хвилі для випадку b/a = 2 і для різних значень ka. Не показаним є випадок b=a, де зміна lmax/2b з аксіально-симетричних результатів (2.24) є маленькою з оптимальним кутом атаки рівним b = ¼ p, коли гребені хвилі паралельні діагоналі квадрату. Як могло б очікуватися, коливання lmax/2b з b більші для більшого ka, оскільки прямокутна форма більше впливає на коротші хвилі. Наприклад аксіально-симетричний розподіл тиску має максимальну ширину захвата близько 5/8 діаметру в хвилях приблизно 8 розмірів діаметру (ka = 0,4). Для прямокутного розподілу тієї ж самої ширини але половини довжини (b/a = 2) збільшення в ширині захвата в убігаючих хвилях, b=0 °, є тільки приблизно 10 %. З іншого боку, для хвиль 4 розмірів діаметру (ka = 0, 8) ширина захвата збільшується приблизно до 60 % з 3/10 діаметру до приблизно 2/5 ширини пристрою. Оскільки з формули (2.26) ми знаходимо, що протилежний ефект відбувається в верхніх морях b = ½p, де прямокутний розподіл (з b/a® 1) завжди менш ефективний ніж аксіально-симетричний розподіл. Як відношення ширини захвату в убігаючих хвилях залежить від відносного подовження (b/a) прямокутного розподілу показано на рис. 2 для різних значень ka. Як могло б очікуватися, з b/a® ¥ відношення ширини захвата наближається до 0, 5, що є результатом для ефективності потужності поглинання двовимірним розподілом (див. рівняння (2.29)).

Результати, які відповідають двовимірним розподілам тиску можна отримати, повертаючись до (2.21) і використовуючи результати (А 32), (А 33), які дають:

Знову, що стосується тривимірних розподілів тиску, для визначення значення максимальної ефективності, необхідно тільки вирішити єдину дифракційну задачу для розсіювання набору хвиль твердою частиною системи поверхонь тиску. Як тільки це визначено, qdm знаходиться з (А 17), а максимальна потужність поглинання з (2.21).

Значно спростити задачу, можна розглянувши випадок однієї поверхні тиску, тоді одержуємо ефективність потужності поглинання:

Тут Wmах - інтерпретується як максимальна середня потужність поглинання одиницею ширини розподілу тиску.

Для хвиль, які наближаються з x = +¥ аргумент нумератора повинен бути замінений p. Альтернативний вираз:

( де f ± визначений з (А 28)), показує, як для твердого поглинача хвильової енергії у двох вимірах, що гарний нереверсивний генератор хвилі (у напрямку від того, де набігаюча хвиля прибуває) є гарним поглиначем.

Знову з (2.30) витікає, що для розподілу тиску, який симетричний щодо осі x, таким чином, що f + = f -, максимум ефективності є ½ , в той час як з (2.30) для довільного єдиного розподілу тиску:

Для наступного найпростішого випадку двох розподілів тиску (N = 2), підстановка (2.28) в (2.21) дає, після деяких математичних перетворень:

показує, що вся енергія набігаючих хвиль може бути поглинена. Цей результат забезпечує:

що є умовою, яка гарантує, що B-1 існує. З (А 34) рівняння (2.31), як видно, еквівалентне

умова, яка зустрічається у випадку твердого тіла, як в Срокоза та Еванса (1979), так і в Коунта та Джеферса (1980), які вказують, що це виключає обидва способи, як симетричний (fт + = fт - ), так і або асиметричний (fт + = - fт - ).

Якщо N> 2 , формула (2.14) більше не застосовується, оскільки B автоматично сингулярне. Це випливає з того, що B можна записати:

що показує, що B може мати порядок 2 та більше. Це твердження також отримане Коунто та Джеферсом (1980) в контексті твердого тіла.

Формула (2.32) забезпечує альтернативний вираз до (2.12) для середньої потужності, а саме:

який є аналогічним отриманому Ньюманом (1976), рівняння (61а) для випадку твердого тіла, яке коливається багатьма способами.

Здається імовірно, що максимальна поглинальна ефективність для N> 2 є також одиничною, але загального доказу з (2.33) ще немає. Зрозуміло, однак, що оптимальні значення для p не будуть єдиними.