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纵荡运动下逆旋双转子风力发电机气动性能研究
1
作者
万远琛
王凯
+2 位作者
刘丹
肖忠铭
吴晓笛
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第1期38-45,共8页
本文以NREL 5 MW风机组成5 MW-5 MW逆旋双转子风机,采用自定义谐波函数赋予风机纵荡运动,基于SST k-ω湍流模型对纵荡运动下5 MW-5 MW逆旋双转子风机进行数值模拟,对不同幅值和周期纵荡下双转子风机的尾迹流动特征,推力和转矩的时变、...
本文以NREL 5 MW风机组成5 MW-5 MW逆旋双转子风机,采用自定义谐波函数赋予风机纵荡运动,基于SST k-ω湍流模型对纵荡运动下5 MW-5 MW逆旋双转子风机进行数值模拟,对不同幅值和周期纵荡下双转子风机的尾迹流动特征,推力和转矩的时变、统计结果进行研究。结果表明:双转子风机尾涡间隙距离随纵荡运动而变化,双转子风机2个转子叶尖涡在尾涡间隙减小时发生融合并脱落;双转子风机的转矩与推力产生与纵荡周期相一致的波动,其中双转子风机顺风转子转矩、推力对纵荡运动更为敏感。本文通过开展纵荡运动下逆旋双转子风机气动性能变化研究工作,探究平台运动对逆旋双转子风机气动特性的影响规律,为漂浮式双转子风机设计制造提供技术指导。
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关键词
逆旋双转子风机
纵荡运动
尾迹特征
气动特性
5MW风机
计算流体力学
k-ω湍流模型
三维涡结构
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职称材料
变偏角垂直轴潮流能水轮机纵荡运动水动力分析
2
作者
王树齐
周念福
+1 位作者
张亮
徐刚
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期373-378,共6页
采用水轮机旋转运动与强迫纵荡运动的组合模拟水轮机的波浪运动响应,并应用ANSYS CFX软件对均匀来流中水轮机强迫纵荡时的流场和水动力特性进行分析,研究不同纵荡频率和纵荡幅值对水轮机水动力的影响规律.研究表明:与水轮机在均匀来流...
采用水轮机旋转运动与强迫纵荡运动的组合模拟水轮机的波浪运动响应,并应用ANSYS CFX软件对均匀来流中水轮机强迫纵荡时的流场和水动力特性进行分析,研究不同纵荡频率和纵荡幅值对水轮机水动力的影响规律.研究表明:与水轮机在均匀来流环境中仅做旋转运动相比,纵荡使水轮机尾涡间距发生疏密变化;水轮机水动力载荷瞬时值的峰值包络线均值产生较大波动,波动频率为水轮机纵荡频率,波动幅值随纵荡频率和纵荡幅值的增加而增加;载荷波动范围的最大值随纵荡频率和纵荡幅值的增加逐渐增加,而最小值却逐渐减小.研究结果可为潮流电站电能输出控制系统及水轮机结构强度校核提供参考.
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关键词
潮流能
变偏角
垂直轴水轮机
纵荡运动
水动力特性
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职称材料
纵荡运动对风力机翼型动态失速特性影响研究
3
作者
冯俊鑫
赵振宙
+3 位作者
刘一格
刘惠文
江瑞芳
王丁丁
《太阳能学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第12期182-189,共8页
采用带转捩SST k-ω湍流模型,以S809翼型为研究对象,探讨纵荡运动方向、频率、幅度对复合运动(俯仰+纵荡)下动态失速的影响规律。结果表明:纵荡频率增加,迎风下的翼型湍动能增强,边界层流体的能量提高、扰动程度加深,使得翼型升力提高...
采用带转捩SST k-ω湍流模型,以S809翼型为研究对象,探讨纵荡运动方向、频率、幅度对复合运动(俯仰+纵荡)下动态失速的影响规律。结果表明:纵荡频率增加,迎风下的翼型湍动能增强,边界层流体的能量提高、扰动程度加深,使得翼型升力提高的同时提前失速;高纵荡频率工况下,迎风下的前缘涡强度高且覆盖范围广,加速了涡的脱落。顺风条件下,纵荡削弱了前缘涡的诱导效应,有效缩小尾缘涡的拓扑结构。随着纵荡幅度增大,翼型升阻力系数的响应幅值显著增加,尤其是在翼型迎风状态下的上仰阶段。研究揭示了纵荡运动对翼型动态失速的影响规律,对准确认识和评估漂浮式风力机气动性能具有重要意义。
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关键词
风力机
空气动力学
数值模拟
纵荡运动
俯仰
运动
动态失速
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职称材料
纵荡对漂浮式风力机叶片动态失速影响研究
4
作者
刘岩
赵振宙
+3 位作者
刘一格
王丁丁
李世君
苏纯浩
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第22期31-36,61,共7页
纵荡较明显地改变了漂浮式风力机的气动性能,也使局部翼型的绕流场发生剧烈变化,翼型产生动态失速的机理复杂化。以S809翼型为研究对象,从向后纵荡与下俯、向前与下俯、向后与上仰和向前与上仰四种复合运动、f_(y)=0.083 Hz和f_(y)=0.12...
纵荡较明显地改变了漂浮式风力机的气动性能,也使局部翼型的绕流场发生剧烈变化,翼型产生动态失速的机理复杂化。以S809翼型为研究对象,从向后纵荡与下俯、向前与下俯、向后与上仰和向前与上仰四种复合运动、f_(y)=0.083 Hz和f_(y)=0.121 Hz两种纵荡频率,来分析纵荡对动态失速过程中的迟滞响应特性、翼型表面分离涡和荷载变化的影响规律。结果表明:纵荡方向影响翼型动态失速变化趋势,向后纵荡时翼型附近流体对边界层施加向下作用力,抑制分离涡产生;向前纵荡导致失速提前,形成大规模分离涡,流场迟滞响应明显。纵荡频率影响升阻力幅值大小,升阻力系数随纵荡频率增加而非定常程度加大。
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关键词
风力机翼型
纵荡运动
俯仰
运动
动态失速
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职称材料
船舶骑浪运动的分叉研究
被引量:
7
5
作者
陶醉
张纬康
《船舶力学》
EI
2004年第2期29-33,共5页
在纵荡运动模型的基础上,应用非线性动力学理论对骑浪产生的机理进行了研究,确认了骑浪运动是一个从周期运动到骑浪的过程,其中经历了两次分叉。给出了导致骑浪发生的危险临界参数值,以及周期运动和骑浪运动区域划分。
关键词
船舶力学
骑浪
运动
分叉
非线性动力学
同宿连接
纵荡运动
模型
危险临界参数
周期
运动
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职称材料
不同纵荡幅值下浮式水平轴叶轮的水动力性能分析
6
作者
张成林
刘安东
+1 位作者
王世明
谢双义
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期482-488,共7页
为研究浪流联合环境对于浮式潮流能水轮机性能的影响,对均匀来流环境下施加波浪激励下的水平轴获能叶轮进行水动力分析。结合ANSYS-Fluent流体仿真软件并对其进行二次开发,采用重叠网格法建立均匀来流时浮式获能叶轮受迫运动的水动力分...
为研究浪流联合环境对于浮式潮流能水轮机性能的影响,对均匀来流环境下施加波浪激励下的水平轴获能叶轮进行水动力分析。结合ANSYS-Fluent流体仿真软件并对其进行二次开发,采用重叠网格法建立均匀来流时浮式获能叶轮受迫运动的水动力分析模型,模拟S型双向潮流能叶轮在不同幅值的纵荡运动时的水动力性能,并结合实际水槽试验对计算结果的准确性进行验证。分析结果显示:纵荡激励使获能叶轮周边的流场速度产生明显的瞬时波动,且获能叶轮受力载荷的波动幅值会因纵荡激励作用的增强而升高;叶轮尾流场的流速变化和流线的变化伴随纵荡幅值的增大而增大,但流场的均匀度伴随纵荡幅值的增大而降低。
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关键词
潮流能
水动力学性能
计算流体力学
叶轮
重叠网格
受迫
纵荡运动
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职称材料
题名
纵荡运动下逆旋双转子风力发电机气动性能研究
1
作者
万远琛
王凯
刘丹
肖忠铭
吴晓笛
机构
中山大学海洋工程与技术学院
斯塔万格大学科学与技术学院
出处
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第1期38-45,共8页
基金
国家自然科学基金项目(52171289)
广东省自然科学基金项目(2022B1515250005).
文摘
本文以NREL 5 MW风机组成5 MW-5 MW逆旋双转子风机,采用自定义谐波函数赋予风机纵荡运动,基于SST k-ω湍流模型对纵荡运动下5 MW-5 MW逆旋双转子风机进行数值模拟,对不同幅值和周期纵荡下双转子风机的尾迹流动特征,推力和转矩的时变、统计结果进行研究。结果表明:双转子风机尾涡间隙距离随纵荡运动而变化,双转子风机2个转子叶尖涡在尾涡间隙减小时发生融合并脱落;双转子风机的转矩与推力产生与纵荡周期相一致的波动,其中双转子风机顺风转子转矩、推力对纵荡运动更为敏感。本文通过开展纵荡运动下逆旋双转子风机气动性能变化研究工作,探究平台运动对逆旋双转子风机气动特性的影响规律,为漂浮式双转子风机设计制造提供技术指导。
关键词
逆旋双转子风机
纵荡运动
尾迹特征
气动特性
5MW风机
计算流体力学
k-ω湍流模型
三维涡结构
Keywords
counter-rotor wind turbine
surge motion
wake characteristics
aerodynamics
5MW wind turbin
computational fluid dynamics
k-ωturbulence model
three-dimensional vortex structures
分类号
TK83 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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职称材料
题名
变偏角垂直轴潮流能水轮机纵荡运动水动力分析
2
作者
王树齐
周念福
张亮
徐刚
机构
江苏科技大学船舶与海洋工程学院
中国船舶科学研究中心
哈尔滨工程大学船舶工程学院
出处
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期373-378,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51709137
51579120
51309125)资助
文摘
采用水轮机旋转运动与强迫纵荡运动的组合模拟水轮机的波浪运动响应,并应用ANSYS CFX软件对均匀来流中水轮机强迫纵荡时的流场和水动力特性进行分析,研究不同纵荡频率和纵荡幅值对水轮机水动力的影响规律.研究表明:与水轮机在均匀来流环境中仅做旋转运动相比,纵荡使水轮机尾涡间距发生疏密变化;水轮机水动力载荷瞬时值的峰值包络线均值产生较大波动,波动频率为水轮机纵荡频率,波动幅值随纵荡频率和纵荡幅值的增加而增加;载荷波动范围的最大值随纵荡频率和纵荡幅值的增加逐渐增加,而最小值却逐渐减小.研究结果可为潮流电站电能输出控制系统及水轮机结构强度校核提供参考.
关键词
潮流能
变偏角
垂直轴水轮机
纵荡运动
水动力特性
Keywords
tidal current energy
variable-pitch
vertical axis turbine
surging motion
hydrodynamic characteristics
分类号
TK730.1 [交通运输工程—轮机工程]
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职称材料
题名
纵荡运动对风力机翼型动态失速特性影响研究
3
作者
冯俊鑫
赵振宙
刘一格
刘惠文
江瑞芳
王丁丁
机构
河海大学能源与电气学院
出处
《太阳能学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第12期182-189,共8页
基金
国家自然科学基金(51876054,52106239)
江苏风力发电工程技术中心开放基金。
文摘
采用带转捩SST k-ω湍流模型,以S809翼型为研究对象,探讨纵荡运动方向、频率、幅度对复合运动(俯仰+纵荡)下动态失速的影响规律。结果表明:纵荡频率增加,迎风下的翼型湍动能增强,边界层流体的能量提高、扰动程度加深,使得翼型升力提高的同时提前失速;高纵荡频率工况下,迎风下的前缘涡强度高且覆盖范围广,加速了涡的脱落。顺风条件下,纵荡削弱了前缘涡的诱导效应,有效缩小尾缘涡的拓扑结构。随着纵荡幅度增大,翼型升阻力系数的响应幅值显著增加,尤其是在翼型迎风状态下的上仰阶段。研究揭示了纵荡运动对翼型动态失速的影响规律,对准确认识和评估漂浮式风力机气动性能具有重要意义。
关键词
风力机
空气动力学
数值模拟
纵荡运动
俯仰
运动
动态失速
Keywords
wind turbines
aerodynamics
numerical simulation
surge motion
pitching motion
dynamic stall
分类号
TK83 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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职称材料
题名
纵荡对漂浮式风力机叶片动态失速影响研究
4
作者
刘岩
赵振宙
刘一格
王丁丁
李世君
苏纯浩
机构
河海大学电气与动力学院
河海大学新能源学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第22期31-36,61,共7页
基金
国家自然科学基金(52376179,12102125)
江苏省研究生科研创新基金(KYCX23_0678)。
文摘
纵荡较明显地改变了漂浮式风力机的气动性能,也使局部翼型的绕流场发生剧烈变化,翼型产生动态失速的机理复杂化。以S809翼型为研究对象,从向后纵荡与下俯、向前与下俯、向后与上仰和向前与上仰四种复合运动、f_(y)=0.083 Hz和f_(y)=0.121 Hz两种纵荡频率,来分析纵荡对动态失速过程中的迟滞响应特性、翼型表面分离涡和荷载变化的影响规律。结果表明:纵荡方向影响翼型动态失速变化趋势,向后纵荡时翼型附近流体对边界层施加向下作用力,抑制分离涡产生;向前纵荡导致失速提前,形成大规模分离涡,流场迟滞响应明显。纵荡频率影响升阻力幅值大小,升阻力系数随纵荡频率增加而非定常程度加大。
关键词
风力机翼型
纵荡运动
俯仰
运动
动态失速
Keywords
wind turbine airfoil
surge motion
pitching motion
dynamic stall
分类号
TK83 [动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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职称材料
题名
船舶骑浪运动的分叉研究
被引量:
7
5
作者
陶醉
张纬康
机构
海军大连舰艇学院航海系
海军工程大学船舶与海洋工程系
出处
《船舶力学》
EI
2004年第2期29-33,共5页
文摘
在纵荡运动模型的基础上,应用非线性动力学理论对骑浪产生的机理进行了研究,确认了骑浪运动是一个从周期运动到骑浪的过程,其中经历了两次分叉。给出了导致骑浪发生的危险临界参数值,以及周期运动和骑浪运动区域划分。
关键词
船舶力学
骑浪
运动
分叉
非线性动力学
同宿连接
纵荡运动
模型
危险临界参数
周期
运动
Keywords
Bifurcation (mathematics)
Dynamics
Mathematical models
Motion control
分类号
U661.32 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
不同纵荡幅值下浮式水平轴叶轮的水动力性能分析
6
作者
张成林
刘安东
王世明
谢双义
机构
上海海洋大学工程学院
中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所
重庆理工大学机械工程学院
出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期482-488,共7页
基金
国家自然基金面上项目(41976194)
上海市工程技术研究中心建设计划(19DZ2254800)
重庆理工大学科研启动基金(2020ZDZ023)。
文摘
为研究浪流联合环境对于浮式潮流能水轮机性能的影响,对均匀来流环境下施加波浪激励下的水平轴获能叶轮进行水动力分析。结合ANSYS-Fluent流体仿真软件并对其进行二次开发,采用重叠网格法建立均匀来流时浮式获能叶轮受迫运动的水动力分析模型,模拟S型双向潮流能叶轮在不同幅值的纵荡运动时的水动力性能,并结合实际水槽试验对计算结果的准确性进行验证。分析结果显示:纵荡激励使获能叶轮周边的流场速度产生明显的瞬时波动,且获能叶轮受力载荷的波动幅值会因纵荡激励作用的增强而升高;叶轮尾流场的流速变化和流线的变化伴随纵荡幅值的增大而增大,但流场的均匀度伴随纵荡幅值的增大而降低。
关键词
潮流能
水动力学性能
计算流体力学
叶轮
重叠网格
受迫
纵荡运动
Keywords
tidal current energy
hydrodynamic performance
computational fluid dynamics
impeller overlapping grid
forced surge motion
分类号
P743.1 [天文地球—海洋科学]
P743.2 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
纵荡运动下逆旋双转子风力发电机气动性能研究
万远琛
王凯
刘丹
肖忠铭
吴晓笛
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
变偏角垂直轴潮流能水轮机纵荡运动水动力分析
王树齐
周念福
张亮
徐刚
《上海交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
0
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职称材料
3
纵荡运动对风力机翼型动态失速特性影响研究
冯俊鑫
赵振宙
刘一格
刘惠文
江瑞芳
王丁丁
《太阳能学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
4
纵荡对漂浮式风力机叶片动态失速影响研究
刘岩
赵振宙
刘一格
王丁丁
李世君
苏纯浩
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
5
船舶骑浪运动的分叉研究
陶醉
张纬康
《船舶力学》
EI
2004
7
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职称材料
6
不同纵荡幅值下浮式水平轴叶轮的水动力性能分析
张成林
刘安东
王世明
谢双义
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
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职称材料
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