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叶尖小翼对偏航下的水平轴潮流能水轮机性能影响研究
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作者 张大海 柳棣 +3 位作者 刘小栋 黄鑫 司玉林 钱鹏 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期96-105,共10页
针对叶尖小翼在偏航工况下对水平轴潮流能水轮机性能影响不明确的问题,本研究基于计算流体力学(Computational fluid mechanics, CFD)方法建立了水平轴潮流能水轮机数值模型,并通过水槽实验进行了模型验证。此后,在0°~30°的... 针对叶尖小翼在偏航工况下对水平轴潮流能水轮机性能影响不明确的问题,本研究基于计算流体力学(Computational fluid mechanics, CFD)方法建立了水平轴潮流能水轮机数值模型,并通过水槽实验进行了模型验证。此后,在0°~30°的来流偏角范围内,对比分析了有、无叶尖小翼的潮流能水轮机的水动力学性能和尾流特性。研究结果显示,偏航角较小时(不超过12°),带叶尖小翼的水轮机获能系数(C_(P))反而呈上升的趋势;但随着偏航角的持续增大,C_(P)也会出现明显的下降。在此过程中,机组受到推力系数(C_(T))的变化趋势与C_(P)一致。综合来看,叶尖小翼的设计有助于水轮机在偏航工况下保持其性能,避免了扫略面积的快速下降。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 叶尖小翼 偏航 计算流体力学 水槽实验
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低流速小型潮流能水轮机导流罩性能分析
2
作者 谭俊哲 郎咸鹏 +2 位作者 袁鹏 司先才 杜修茂 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期87-95,共9页
针对海洋仪器自供电问题,本文提出一种带有紧凑型导流罩的小型潮流能水轮机。该水轮机旨在低流速下提高潮流能利用效率,具备制造方便、施工简单以及便携性良好等特点。为了深入研究导流罩的水动力性能,本文基于计算流体动力学(Computati... 针对海洋仪器自供电问题,本文提出一种带有紧凑型导流罩的小型潮流能水轮机。该水轮机旨在低流速下提高潮流能利用效率,具备制造方便、施工简单以及便携性良好等特点。为了深入研究导流罩的水动力性能,本文基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法,通过与公开发表的文献数据进行对比,验证了模型的精度和数值仿真方法的可靠性。在研究过程中,通过分析不同型式的导流罩,对导流罩的聚流效果进行仿真分析,选取了摆线型尾缘式导流罩作为优化方案。研究结果显示,加装导流罩可以使内部流场的流速提升约1.9倍,水轮机的最大获能系数提升约33%,水轮机叶尖与导流罩喉部之间的间隙为0.05D时获能系数达到最高。对导流罩尾缘形状参数进行研究发现,合适的尾缘高度以及尾缘倾角可以进一步增强导流罩对水轮机的获能效果。因此,本研究对小型潮流能水轮机的导流罩设计研究提供了思路和参考。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 紧凑型导流罩 计算流体动力学 低流速 水动力性能
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潮流能水轮机三脚桩基础局部冲刷深度演变特性
3
作者 张继生 来嘉豪 +1 位作者 林祥峰 邓绪 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期116-123,共8页
基于水槽物理模型试验研究了潮流能水轮机三脚桩基础的局部冲刷特性,探讨了整机工况下基础安装角和水流强度对潮流能水轮机三脚桩基础局部冲刷深度演变特性的影响。试验结果表明:随着水流强度的增大,三脚桩基础3根桩柱周围冲刷速率和最... 基于水槽物理模型试验研究了潮流能水轮机三脚桩基础的局部冲刷特性,探讨了整机工况下基础安装角和水流强度对潮流能水轮机三脚桩基础局部冲刷深度演变特性的影响。试验结果表明:随着水流强度的增大,三脚桩基础3根桩柱周围冲刷速率和最大冲刷深度均增大,最大冲刷深度发生在桩柱迎流面;三脚桩基础的冲刷发展状况随基础安装角的变化而改变,基础安装角为30°时冲刷最为剧烈,0°时上游桩柱冲刷较小,30°时单独位于一侧的桩柱冲刷速率最快,60°时上游桩柱冲刷深度较大。 展开更多
关键词 局部冲刷 三脚桩 基础安装角 水流强度 潮流能水轮机
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基于田口方法的对转式水平轴潮流能水轮机水动力性能优化
4
作者 孔铭 纪仁玮 +3 位作者 朱仁庆 吴绵奎 殷苠蔚 孙科 《振动与冲击》 北大核心 2025年第18期131-139,167,共10页
为提高对转式水平轴潮流能水轮机(counter-rotating horizontal-axis tidal turbine,CRHATT)的获能效率,揭示不同设计参数对其输出功率的影响规律,首先基于改进延迟分离涡模型与滑移网格技术相结合的方法,建立了CRHATT水动力分析模型;... 为提高对转式水平轴潮流能水轮机(counter-rotating horizontal-axis tidal turbine,CRHATT)的获能效率,揭示不同设计参数对其输出功率的影响规律,首先基于改进延迟分离涡模型与滑移网格技术相结合的方法,建立了CRHATT水动力分析模型;其次采用田口方法,提出了针对水轮机模型的参数化优化方案;最后探究了前后叶轮间距(L)、前叶轮叶尖速比(λ_(F))、后叶轮叶尖速比(λ_(R))、直径比(D_(R)/D_(F))和初始位置相位差(θ)对CRHATT水动力性能的影响。结果表明:CRHATT的设计因素对其性能具有显著影响,优化后的CRHATT的获能效率比基础设计提高了28.3%。各因素对水轮机获能效率影响程度依次为:λ_(R)>λ_(F)>L>D_(R)/D_(F)>θ。通过对不同因素组合下水轮机尾流场的分析发现,优化后的水轮机前叶轮尾流发展充分,后叶轮对其吸收较好,从而提高水轮机的获能效率。研究结果为对转式水平轴潮流能水轮机性能优化提供工程参考意义。 展开更多
关键词 对转式水平轴潮流能水轮机(CRHATT) 改进延迟分离涡 计算流体动力学(CFD) 田口方法 水动力特性 性能优化
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串联水平轴潮流能水轮机组尾流结构的影响分析
5
作者 李思睿 李守根 梅云雷 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第13期132-137,共6页
为优化水平轴潮流能水轮机的阵列布局,本文采用计算流体力学(CFD)方法,研究2个串联布置的水平轴水轮机的纵向间距和叶尖速比对功率系数、推力系数及尾流的影响。结果显示:随着叶尖速比的增加,下游水轮机的功率系数先增大后减小,推力系... 为优化水平轴潮流能水轮机的阵列布局,本文采用计算流体力学(CFD)方法,研究2个串联布置的水平轴水轮机的纵向间距和叶尖速比对功率系数、推力系数及尾流的影响。结果显示:随着叶尖速比的增加,下游水轮机的功率系数先增大后减小,推力系数单调增加,且功率系数和推力系数随着纵向间距的增加而增大。尾流速度分析表明,叶尖速比的增加有助于加速下游水轮机尾流速度和湍动能的恢复。建议在布置串联水轮机组时,纵向间距应大于10倍叶轮直径,这将有助于提高水轮机阵列的发电效率和稳定性。 展开更多
关键词 水平轴潮流能水轮机 串联布置 CFD数值模拟 尾流特性
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床面干涉下防冲刷潮流能水轮机尾流特性及影响研究 被引量:1
6
作者 苏纯浩 赵振宙 +4 位作者 刘岩 刘一格 Ali Kashif 刘惠文 魏赏赏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期77-83,共7页
该文提出采用潮流能水轮机尾流来减轻海上风电机组桩基局部冲刷防护的方法,针对水平轴潮流能水轮机的尾流与海床床面的相互干涉作用展开研究。以水平轴潮流能水轮机为研究对象,分析水轮机安装高度0.75D、1.00D和1.25D,对尾流速度亏损、... 该文提出采用潮流能水轮机尾流来减轻海上风电机组桩基局部冲刷防护的方法,针对水平轴潮流能水轮机的尾流与海床床面的相互干涉作用展开研究。以水平轴潮流能水轮机为研究对象,分析水轮机安装高度0.75D、1.00D和1.25D,对尾流速度亏损、尾涡结构及其对床面剪切应力的影响。研究结果表明:在x/D<3近尾流区,安装高度下尾流速度亏损分布相似,安装高度越大,床面上方加速流速度越小;在远尾流区,尾流速度亏损随安装高度增大而增大,海床表面流速大,破坏了尾流区的对称性;当安装高度H=0.75D时,其梢涡在远尾流区与床面碰撞发生耗散,涡结构发生蜿蜒;床面剪切应力在尾流区呈先减小后增大的趋势,各安装高度下在x/D=6~9均小于1,且都在x/D=8达到最小,为减轻风电桩基冲刷,水轮机安装高度H=1.00D、安装间距为下游x/D=6~9最为合适。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 局部冲刷 尾流亏损 剪切应力
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潮流能水轮机阵列水动力与布局优化研究进展 被引量:2
7
作者 张继生 俞诗琪 +2 位作者 张灿 李浩然 王芳宇 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期79-87,共9页
概述了潮流能水轮机阵列的水动力特性,总结了不同横向、纵向间距下水轮机尾流变化的一般规律,梳理了水轮机阵列布局的优化方法,从人工传统优化阵列布局与计算机自动优化阵列布局两方面回顾了水轮机阵列单目标优化与多目标优化的研究进... 概述了潮流能水轮机阵列的水动力特性,总结了不同横向、纵向间距下水轮机尾流变化的一般规律,梳理了水轮机阵列布局的优化方法,从人工传统优化阵列布局与计算机自动优化阵列布局两方面回顾了水轮机阵列单目标优化与多目标优化的研究进展。人工传统布局结构简单且易于操作,有比较强的工程实践性,但物理试验可限制的约束条件有限,难以模拟阵列在真实海况下的发电情况;自动优化布局相比于人工传统布局更具有现实意义,但依然面临经济模块因素缺乏、多目标内容待完善、理论与实践未统一、前期准备时间较长等诸多挑战。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 尾流规律 阵列优化 单目标优化 多目标优化
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两种湍流模型在潮流能水轮机数值模拟中的适用性研究 被引量:14
8
作者 于晓丽 王树杰 +2 位作者 袁鹏 谭俊哲 司先才 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期114-120,共7页
在对特定湍流条件下的水平轴潮流能水轮机进行数值模拟时,不同的湍流模型对于计算结果具有一定的影响。为选择合适的湍流模型对所设计水轮机的三维流场进行描述,将采用常用的两方程模型(SSTk-ω与Realizable k-ε)进行数值模拟,得到不... 在对特定湍流条件下的水平轴潮流能水轮机进行数值模拟时,不同的湍流模型对于计算结果具有一定的影响。为选择合适的湍流模型对所设计水轮机的三维流场进行描述,将采用常用的两方程模型(SSTk-ω与Realizable k-ε)进行数值模拟,得到不同工况下水轮机的性能参数以及水轮机后1.5D处流场的流速、湍流强度分布情况,并进行模型水槽试验,试验值与采用两种湍流模型进行数值模拟得到的仿真值对比表明:在低尖速比工况下,采用SSTk-ω进行数值模拟得到的仿真值比Realizable k-ε更接近试验值,在较高尖速比时,采用Realizable k-ε进行模拟得到的数值更接近试验值;采用两种湍流模型进行数值模拟得到的速度分布具有相似性,但对于湍流强度的预测,SSTk-ω更具有优势。考虑此水轮机的实际工况,选择SSTk-ω湍流模型进行描述更加合理。 展开更多
关键词 水平轴潮流能水轮机 湍流模型 水动力学性能 流场特性 数值模拟
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基于多目标遗传算法的潮流能水轮机专用翼型优化设计 被引量:10
9
作者 谭俊哲 边冰冰 +2 位作者 司先才 王树杰 袁鹏 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期127-134,共8页
根据潮流能水轮机的工作条件与技术要求,开发新型潮流能水轮机叶片专用翼型。建立多目标优化模型,采用遗传算法进行寻优求解,得到最大相对厚度范围为12.6%~38.8%的五种新翼型,构成潮流能水轮机叶片专用翼型族系列。开发了水平轴潮流能... 根据潮流能水轮机的工作条件与技术要求,开发新型潮流能水轮机叶片专用翼型。建立多目标优化模型,采用遗传算法进行寻优求解,得到最大相对厚度范围为12.6%~38.8%的五种新翼型,构成潮流能水轮机叶片专用翼型族系列。开发了水平轴潮流能水轮机设计软件,搭建潮流能水轮机叶片翼型数据库,通过在潮流能水轮机设计软件中调用叶片翼型数据,为潮流能水轮机叶片设计提供方便。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 专用翼型 多目标优化 遗传算法 数据库
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水深变化影响下潮流能水轮机尾流场特性实验研究 被引量:17
10
作者 张玉全 张智 +4 位作者 张继生 郑源 林祥峰 臧伟 赵梦晌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第21期6973-6981,共9页
以水平轴潮流能水轮机模型为研究对象,利用精确的声学多普勒测速仪,在循环水池中研究不同水深工况下水轮机尾流场特性。实验结果表明,和平均速度、湍流强度等特性一样,尾流旋转与湍动能在尾流场中也出现近尾流区域衰减迅速,并随下游距... 以水平轴潮流能水轮机模型为研究对象,利用精确的声学多普勒测速仪,在循环水池中研究不同水深工况下水轮机尾流场特性。实验结果表明,和平均速度、湍流强度等特性一样,尾流旋转与湍动能在尾流场中也出现近尾流区域衰减迅速,并随下游距离增加恢复速度逐渐减缓。速度亏损与湍流强度在水平面上呈现对称分布。固定桩的阻塞作用会破坏近尾流的旋转效应,其下游的脱落涡会与水轮机尾流产生相互作用,增加尾流湍流强度的同时,使下游尾流产生向上的偏移,垂直面上的流场特性均非对称分布。水深的变化会改变水轮机扫略区域外流体流速,影响近尾流区域内速度亏损形状和远尾流恢复速度。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 尾流特性 湍流强度 尾流旋转效应 阻塞效应
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基于遗传算法的潮流能水轮机叶片翼型优化设计研究 被引量:7
11
作者 袁鹏 王旭超 +3 位作者 王树杰 谭俊哲 司先才 边冰冰 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期125-131,共7页
为了得到高性能的潮流能水轮机叶片翼型,本文在分析潮流能水轮机叶片翼型设计方法和设计要求的基础上,以NACA4418翼型为初始翼型,采用儒可夫斯基保角变换的方法对翼型进行参数化建模,以最大升阻比为目标函数,通过设定设计变量、施加约... 为了得到高性能的潮流能水轮机叶片翼型,本文在分析潮流能水轮机叶片翼型设计方法和设计要求的基础上,以NACA4418翼型为初始翼型,采用儒可夫斯基保角变换的方法对翼型进行参数化建模,以最大升阻比为目标函数,通过设定设计变量、施加约束条件等对初始翼型进行优化设计,采用MATLAB软件编程遗传算法进行全局寻优求解,寻找到最优解后,采用CFD(Computational Fluid Dynamic)软件Fluent对NACA4418翼型和优化翼型进行翼型绕流数值计算,比较数值计算结果表明,优化翼型相比于初始翼型升力系数和升阻比都有所提高。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 叶片翼型 优化设计 遗传算法
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不同湍流强度下潮流能水轮机尾流特性试验研究 被引量:14
12
作者 张玉全 赵梦晌 +3 位作者 郑源 杨春霞 唐庆宏 唐魏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第15期4902-4909,共8页
为探究在不同湍流强度下潮流能水轮机的尾流场流速分布和紊动特性,合理布置多机组阵列位置,通过现场模型试验探究了潮流能水轮机在两种湍流强度下的尾流场特性。结果表明:水轮机横向尾流场湍流强度和速度分布沿转轮中心线呈对称分布;水... 为探究在不同湍流强度下潮流能水轮机的尾流场流速分布和紊动特性,合理布置多机组阵列位置,通过现场模型试验探究了潮流能水轮机在两种湍流强度下的尾流场特性。结果表明:水轮机横向尾流场湍流强度和速度分布沿转轮中心线呈对称分布;水轮机后方1.5D处最大速度损失出现在转轮叶尖位置附近;水轮机后方纵向流场1.5D处,在两种湍流强度下轮毂以上位置的速度分布相似;在转轮中心后方10D位置处,低湍流强度流场速度恢复至初始流速的89.60%而高湍流度流场速度恢复至初始流场的95.22%,高湍流强度流场由于提高其流场的脉动特性而有利于尾流场速度的恢复。研究结果对多机组阵列研究具有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 湍流强度 速度损失 尾流特性 模型试验
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实海况下流速梯度对潮流能水轮机水动力性能影响的数值研究 被引量:5
13
作者 司先才 王树杰 +3 位作者 袁鹏 谭俊哲 于晓丽 张敬斌 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2220-2227,共8页
针对实海况条件下来流梯度,基于现场实测的流速和水深数据,对实尺度水平轴潮流能水轮机的水动力学性能进行仿真,对比水轮机在流速梯度影响下获能和轴向力变化规律。结果表明,真实潮流场中流速梯度不仅对水轮机的获能和轴向力产生影响,... 针对实海况条件下来流梯度,基于现场实测的流速和水深数据,对实尺度水平轴潮流能水轮机的水动力学性能进行仿真,对比水轮机在流速梯度影响下获能和轴向力变化规律。结果表明,真实潮流场中流速梯度不仅对水轮机的获能和轴向力产生影响,还会造成流场的布放水深对水轮机实际获能产生影响。同时,流速梯度造成水轮机运行时所受载荷发生动态变化,使得叶片处于不同位置时轴向力和转矩呈现周期性波动,影响叶片的获能和动力稳定性,引起振动和寿命疲劳等问题。 展开更多
关键词 流速梯度 水平轴潮流能水轮机 获能特性 动态载荷 水动力学性能
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多工况条件下变叶片数潮流能水轮机能量及流动特性研究 被引量:7
14
作者 张玉全 张继生 +4 位作者 蒋洁青 郑源 刘惠文 臧伟 何中伟 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第2期310-316,共7页
文章建立了潮流能水轮机水动力性能数值计算模型,通过实验验证了利用该模型预测水轮机尾流的准确性,并利用该模型研究了潮流能水轮机在不同叶片数和不同叶尖速比条件下的能量和流动特性。研究结果表明:该数值计算模型在预测尾流速度亏... 文章建立了潮流能水轮机水动力性能数值计算模型,通过实验验证了利用该模型预测水轮机尾流的准确性,并利用该模型研究了潮流能水轮机在不同叶片数和不同叶尖速比条件下的能量和流动特性。研究结果表明:该数值计算模型在预测尾流速度亏损和湍流强度方面具有较好的精度,尤其在远尾流区,数值计算结果与实验结果保持一致;当叶尖速比(TSR)为4.5左右时,3叶片和4叶片的潮流能水轮机具有相对较高的获能系数,此结果对于水平轴潮流能水轮机的设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 能量特性 流动特征 获能系数
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波流共同作用下水平轴潮流能水轮机水动力特性 被引量:9
15
作者 张继生 张婧 +2 位作者 王日升 顾介康 林祥峰 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期175-182,共8页
通过开展物理模型试验,探究波流共同作用下水平轴潮流能水轮机尾流场的流速变化和紊动特性。结果表明:相比于纯流工况,波浪的存在有利于支撑结构后方水流的速度恢复,但会使水轮机叶片旋转水域后方近尾流的速度损失更大,远尾流的速度恢... 通过开展物理模型试验,探究波流共同作用下水平轴潮流能水轮机尾流场的流速变化和紊动特性。结果表明:相比于纯流工况,波浪的存在有利于支撑结构后方水流的速度恢复,但会使水轮机叶片旋转水域后方近尾流的速度损失更大,远尾流的速度恢复更慢;水轮机下游流速会随波高和周期的增加而增大;波流共同作用工况下的湍流强度整体高于纯流工况;湍流强度随波浪周期的增大而减小,随波高的增大而变大。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 波流共同作用 水动力特性 物理模型试验
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基于致动盘的潮流能水轮机尾流场研究 被引量:9
16
作者 张玉全 郑源 +3 位作者 孙勇 张继生 臧伟 刘惠文 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第1期144-150,共7页
相比于三维CFD叶片真实模拟,致动盘方法将水轮机简化为流场中分布有作用力的核心区域,所需网格大大降低,节省了计算资源和计算时间。文章介绍了一种精度适中、计算成本较低的潮流能水轮机CFD致动盘数值模拟模型,将动量理论与CFD方法相结... 相比于三维CFD叶片真实模拟,致动盘方法将水轮机简化为流场中分布有作用力的核心区域,所需网格大大降低,节省了计算资源和计算时间。文章介绍了一种精度适中、计算成本较低的潮流能水轮机CFD致动盘数值模拟模型,将动量理论与CFD方法相结合,通过致动盘来模拟水轮机对流场的作用,通过求解Navier-Stokes方程获得尾流场。对比基于致动盘理论的数值模拟结果与真实水轮机的水槽实验数据,结果表明,致动盘数值模拟在远尾流处的结果比近尾流处更加接近实验值,致动盘方法很容易捕捉到远尾流的流场情况。研究结果可为潮流能大规模利用的数值模拟提供依据和参考。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 尾流场 致动盘方法 模型实验 数值模拟
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基于CFD的潮流能水轮机数值模拟研究 被引量:10
17
作者 张强 郑源 陈会向 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期518-521,共4页
为了开发一种水力性能良好的水平轴潮流能水轮机,以Fluent软件为平台,利用CFD技术,对潮流能水轮机进行三维湍流数值模拟:利用三种具有不同特征翼型形成两种类型共8种不同叶片,对这8种叶片形成的水轮机流场进行三维数值模拟计算。模拟结... 为了开发一种水力性能良好的水平轴潮流能水轮机,以Fluent软件为平台,利用CFD技术,对潮流能水轮机进行三维湍流数值模拟:利用三种具有不同特征翼型形成两种类型共8种不同叶片,对这8种叶片形成的水轮机流场进行三维数值模拟计算。模拟结果发现,水轮机叶片叶尖采用对称翼型及叶根采用弯度较大翼型能够获得较好的水力性能。最优方案水轮机内部流场流态良好,符合设计要求。 展开更多
关键词 潮流能 潮流能水轮机 数值模拟 叶片设计 翼型
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不同密实度垂直轴潮流能水轮机的相位干扰 被引量:6
18
作者 王凯 孙科 张亮 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期179-184,共6页
为研究不同密实度双机组垂直轴潮流能水轮机在不同初始相位角下的水动力性能,采用CFD数值模拟方法得到各个水轮机组的效率曲线变化规律,并通过分析不同密实度水轮机在不同初始相位角下的压力云图和涡量图,解释变化机理.研究结果表明:相... 为研究不同密实度双机组垂直轴潮流能水轮机在不同初始相位角下的水动力性能,采用CFD数值模拟方法得到各个水轮机组的效率曲线变化规律,并通过分析不同密实度水轮机在不同初始相位角下的压力云图和涡量图,解释变化机理.研究结果表明:相位角对不同密实度双机组水轮机的效率影响规律相似,随着相位角的增大,1号机组中高速比效率逐渐减小,而2号机组效率随着相位角增加而增大;当不同密实度水轮机处于中间相位角时,两个机组的效率基本一致,有利于电能输送,且此时机组受到的压力最小.所以不同密实度潮流能双机组水轮机应选取中间相位角为最优相位角. 展开更多
关键词 垂直轴潮流能水轮机 双机组 密实度 CFD 初始相位角 水动力性能
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潮流能水轮机叶片翼型水动力性能的数值模拟研究 被引量:5
19
作者 田美灵 刘雪峰 +2 位作者 王晋宝 唐志波 吴国荣 《水电能源科学》 北大核心 2014年第12期139-142,共4页
鉴于潮流能水轮机叶轮叶片性能的好坏关系到叶轮的捕能效果,而叶片翼型的水动力性能是叶片设计的基础,基于CFD软件ANSYS CFX对部分翼型的水动力性能进行了分析。首先在不同湍流模型下对NACA2412翼型的部分水动力特性进行数值模拟并与试... 鉴于潮流能水轮机叶轮叶片性能的好坏关系到叶轮的捕能效果,而叶片翼型的水动力性能是叶片设计的基础,基于CFD软件ANSYS CFX对部分翼型的水动力性能进行了分析。首先在不同湍流模型下对NACA2412翼型的部分水动力特性进行数值模拟并与试验值做对比分析;然后在SST湍流模型下,对NACA64421翼型在攻角为0°时,探讨了边界层网格对数值模拟结果的影响;并对其在攻角为-2°-20°情形下的水动力性能进行了数值模拟。结果表明,湍流模型的选用、边界层网格划分及近壁尺寸的选取对数值模拟结果的影响均较大,并通过数值模拟得到了NACA64421翼型的升力系数、阻力系数、最佳攻角、失速角等水动力性能参数,可为水轮机叶片设计时翼型的选取提供参考。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 翼型 水动力性能 数值模拟
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采用粒子群算法的水平轴潮流能水轮机翼型多目标优化 被引量:5
20
作者 张德胜 刘安 +2 位作者 陈健 赵睿杰 施卫东 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2349-2355,共7页
为了提高水平轴潮流能水轮机叶片翼型空化性能,提出一种基于粒子群算法(PSO)的翼型性能多目标优化方法,主要针对较大攻角下翼型表面压力系数最小值;同时为保证翼型水动力性能,以翼型压力系数最小值及升力系数等建立多目标优化函数.通过... 为了提高水平轴潮流能水轮机叶片翼型空化性能,提出一种基于粒子群算法(PSO)的翼型性能多目标优化方法,主要针对较大攻角下翼型表面压力系数最小值;同时为保证翼型水动力性能,以翼型压力系数最小值及升力系数等建立多目标优化函数.通过程序调用XFoil对优化翼型水动力性能进行过程分析,替代计算流体动力学(CFD)分析,节省优化时间.采用此方法对NACA63-815翼型进行优化并采用CFD方法重点研究2个攻角工况下优化翼型与原翼型在3个空化数(1.0、1.5和2.0)下的空泡分布对比.结果表明,优化翼型在6.8°和10.8°攻角下压力系数最小值分别提升了17.0%和45.8%,最大升阻比提高了6.0%和61.1%.翼型的空化初生及全空化性能均得到明显提升,水动力性能也得到了提升,验证了此优化方法的可行性. 展开更多
关键词 粒子群算法(PSO) 潮流能水轮机 空化 叶片翼型 多目标优化
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