驚濤駭浪不足懼 造福人類期可待 我科學(xué)家一項研究為利用海洋能發(fā)電提供技術(shù)支持

如何將海浪的動能轉(zhuǎn)化為電能，使制造災(zāi)難的驚濤駭浪為人類服務(wù)。科學(xué)家通過計算發(fā)現(xiàn)，一個由低頻共振器排成的周期陣列能夠完全阻擋波長很長的水波，水波在周期浮子陣列中呈現(xiàn)出負重力。復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系先進材料實驗室教授胡新華及其合作者關(guān)于完全阻擋海洋波并利用波能發(fā)電的研究成果，近日在國際著名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》上發(fā)表。這項科研成果對海嘯多發(fā)國減災(zāi)防災(zāi)具有積極意義，同時也將為發(fā)展海洋能發(fā)電提供技術(shù)支持。

研究人員創(chuàng)新性地把超構(gòu)材料的研究方法拓展到水波研究中，通過理論推導(dǎo)和數(shù)值計算，研究結(jié)果顯示，當(dāng)入射水波的頻率在共振器頻率附近時，共振器陣列將完全反射水波。他們發(fā)現(xiàn)，這種強反射能夠戲劇性地改變共振器的海浪能吸收效率。水波不能通過這種陣列，是因為這種周期結(jié)構(gòu)可以被等效成一種具有負重力的水。

海浪中蘊含著大量的能量，如果能被有效地利用，必將造福于人類。研究人員還發(fā)現(xiàn)，目前國外普通的海浪能發(fā)電廠運用了單個共振器，只有一個“吸收峰”，而此次研究運用的共振器陣列具有兩個“吸收峰”，兩者的吸收譜很不一樣。此次研究者的模擬是針對特殊的共振器，即開一條縫的“開縫管”。他們預(yù)言其他共振器如阻尼浮子也具有同樣的效果。特殊設(shè)計的浮子能夠被用于提取海浪能，還可部分抵御海浪，是未來海浪能發(fā)電廠的核心部件。該研究成果給出了水波在共振器陣列中傳播的完整理論并加以驗證，可精確測出吸收海浪的效能和反射的水波，能有效降低海洋能發(fā)電的研發(fā)成本，對促進我國建立海洋能發(fā)電廠具有重要意義。