串联水平轴潮流能水轮机组尾流结构的影响分析

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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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潮流能水平轴水轮机湍流模型研究初探 被引量：21

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作者 王树杰 盛传明 +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 2014年第5期95-100,113,共7页

借助计算流体力学(CFD)方法研究潮流能水平轴水轮机水动力学性能,选择合适的湍流模型至关重要。为此,本文采用计算流体力学软件Fluent,将Spalart-Allmaras湍流模型、标准k-ε湍流模型、RNGk-ε湍流模型、标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流... 借助计算流体力学(CFD)方法研究潮流能水平轴水轮机水动力学性能,选择合适的湍流模型至关重要。为此,本文采用计算流体力学软件Fluent,将Spalart-Allmaras湍流模型、标准k-ε湍流模型、RNGk-ε湍流模型、标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型分别应用到水平轴水轮机数值模拟当中。对数值模拟结果进行分析比较,并与模型试验数据进行对比,得出应用SSTk-ω湍流模型可以更好的模拟潮流能水平轴水轮机的水动力学性能。 展开更多

关键词 潮流能水平轴水轮机 湍流模型 数值模拟 SSTκ-ε湍流模型

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水平轴潮流能发电机组独立变桨距系统 被引量：7

3

作者 徐全坤 李伟 +2 位作者 刘宏伟 林勇刚 石茂顺 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期528-534,共7页

针对水平轴潮流能发电机组轮毂空间小、变桨角度大、变桨力矩大等特点,设计一种新型的基于电液比例控制的齿轮齿条传动方案的独立变桨距系统.该系统机械结构紧凑,占用空间小,各个桨叶变桨执行机构相互独立.在分析变桨距载荷的基础上,建... 针对水平轴潮流能发电机组轮毂空间小、变桨角度大、变桨力矩大等特点,设计一种新型的基于电液比例控制的齿轮齿条传动方案的独立变桨距系统.该系统机械结构紧凑,占用空间小,各个桨叶变桨执行机构相互独立.在分析变桨距载荷的基础上,建立系统的数学模型,并在AMESim软件中对系统进行了仿真研究.仿真结果表明:该系统顺桨变桨180°只需1.1s,逆桨变桨180°只需3.4s,响应速度快,稳定性好,并且可以实现独立变桨,满足了水平轴潮流能发电机组的变桨要求. 展开更多

关键词 潮流能发电 水平轴 独立变桨距 液压控制

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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

4

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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水平轴潮流能水轮机耦合运动水动力分析 被引量：7

5

作者 王树齐 马伟佳 +1 位作者 徐刚 张亮 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期51-56,共6页

漂浮式潮流能装置载体的波浪运动响应使水平轴水轮机的水动力特性发生变化,采用滑移网格技术对无界均匀来流中水轮机发生横摇和纵摇耦合运动时的三维水动力特性进行研究.结果表明:水轮机轴向载荷和能量利用率瞬时值产生波动,且横摇和纵... 漂浮式潮流能装置载体的波浪运动响应使水平轴水轮机的水动力特性发生变化,采用滑移网格技术对无界均匀来流中水轮机发生横摇和纵摇耦合运动时的三维水动力特性进行研究.结果表明:水轮机轴向载荷和能量利用率瞬时值产生波动,且横摇和纵摇耦合运动时轴向载荷及能量利用率的计算结果与只发生纵摇运动的计算结果基本相同;横摇和纵摇耦合运动时横摇力矩计算值的波动幅值比只发生横摇运动时的大;横摇和纵摇耦合运动时纵摇力矩的计算值与只发生纵摇运动时的计算值存在差异,横摇频率越大,差异越明显.研究结果可为漂浮式载体的运动响应研究、水轮机的结构设计及电能控制等提供相关数据. 展开更多

关键词 潮流能 水平轴水轮机 耦合运动 水动力载荷

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潮流能水平轴水轮机空化数值模拟 被引量：7

6

作者 王树杰 盛传明 +2 位作者 袁鹏 谭俊哲 张开升 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期522-528,共7页

以50 k W潮流能水平轴水轮机为例进行叶片设计,采用计算流体力学软件Fluent分别模拟全湿流模型和空化流模型的水轮机水动力学性能,数值模拟结果表明水轮机运行过程中存在空化现象,空化首先发生在背流面叶片尖端,由叶片尖端向叶片中部发... 以50 k W潮流能水平轴水轮机为例进行叶片设计,采用计算流体力学软件Fluent分别模拟全湿流模型和空化流模型的水轮机水动力学性能,数值模拟结果表明水轮机运行过程中存在空化现象,空化首先发生在背流面叶片尖端,由叶片尖端向叶片中部发展,空化的发生可降低水轮机的功率系数和扭矩系数,增大水轮机的轴向力系数,工程上应采取相应的措施。 展开更多

关键词 水平轴水轮机 全湿流 空化流 数值模拟

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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

7

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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潮流能水平轴水轮机叶片优化研究 被引量：5

8

作者 王树杰 盛传明 +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 2015年第7期113-118,共6页

叶片对潮流能水轮机的性能有很大的影响,因此对叶片进行优化研究对于提高潮流能水轮机的效率的重大意义。本文对50kW潮流能水平轴水轮机进行了叶片设计,针对水轮机具体的运行环境,以提高水轮机获能为目标,应用遗传算法对叶片弦长和扭角... 叶片对潮流能水轮机的性能有很大的影响,因此对叶片进行优化研究对于提高潮流能水轮机的效率的重大意义。本文对50kW潮流能水平轴水轮机进行了叶片设计,针对水轮机具体的运行环境,以提高水轮机获能为目标,应用遗传算法对叶片弦长和扭角进行了优化设计。通过对比实际工况下水轮机的获能特性得知,优化的叶片获能系数和获能功率较原叶片有所提高,从而证明应用遗传算法进行叶片优化的可行性,为水轮机叶片优化提供了新的方法。 展开更多

关键词 潮流能水平轴水轮机 叶片设计 遗传算法 叶片优化

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潮流能水平轴水轮机叶片扭角与弦长分布研究 被引量：2

9

作者 王树杰 王宽宽 +2 位作者 袁鹏 于晓丽 王旭超 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期109-115,共7页

叶片是潮流能水轮机的关键部件,为获取综合性能良好的潮流能水平轴水轮机,采用解析计算与CFD仿真结合的方法研究叶片扭角与弦长分布。以叶素效率最大原则,推导叶片扭角与弦长的理想分布计算模型,并研究尖速比对叶片扭角与弦长分布的影响... 叶片是潮流能水轮机的关键部件,为获取综合性能良好的潮流能水平轴水轮机,采用解析计算与CFD仿真结合的方法研究叶片扭角与弦长分布。以叶素效率最大原则,推导叶片扭角与弦长的理想分布计算模型,并研究尖速比对叶片扭角与弦长分布的影响;综合考虑水轮机获能效率、可靠性、安全性及叶片加工制造等因素,提出对叶片扭角与弦长修正分布模型;运用Fluent软件对20kW水轮机设计实例性能分析,结果显示修正模型水轮机转矩满足获能要求,轴向力明显减小,有利于工程应用中水轮机的稳定运行。 展开更多

关键词 潮流能水平轴水轮机 叶片设计 扭角 弦长 性能分析

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潮流能水平轴水轮机设计软件框架设计与应用 被引量：3

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作者 王树杰 王宽宽 +3 位作者 袁鹏 谭俊哲 王军立 王旭超 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期186-193,共8页

潮流能水平轴水轮机设计过程涉及的参数、算法较多,但有一定规律可循。在现有理论基础和实践经验之上,制定一套相对标准的设计流程,并开发出一款水轮机辅助设计软件,使水轮机设计方便高效。根据水轮机设计流程搭建水轮机设计软件整体框... 潮流能水平轴水轮机设计过程涉及的参数、算法较多,但有一定规律可循。在现有理论基础和实践经验之上,制定一套相对标准的设计流程,并开发出一款水轮机辅助设计软件,使水轮机设计方便高效。根据水轮机设计流程搭建水轮机设计软件整体框架;结合动量理论、叶素理论、Wilson叶片设计模型推导叶片设计模块算法,运用叶素-动量理论分析叶片及水轮转子载荷模块算法;软件框架设计与其模块算法分析为设计潮流能水平轴水轮机设计软件奠定坚实基础。并以设计20与50 kW水轮机为例,设计出的水轮机获能效果满足工程要求,验证设计软件算法可靠。 展开更多

关键词 水平轴水轮机(hat) 软件框架 叶片设计 载荷分析

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偏流角对潮流能水轮机水动力影响研究 被引量：4

11

作者 王树齐 张理 +2 位作者 耿敬 荆丰梅 张亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期249-255,共7页

基于三维CFD数值模拟方法对潮流能水平轴水轮机进行分析研究,并与试验结果比较,验证该方法的有效性。通过改变迎流式和背流式偏流角的大小,研究不同偏流角对水平轴水轮机水动力特性的影响规律。结果表明:偏流使水轮机效率及轴向载荷的... 基于三维CFD数值模拟方法对潮流能水平轴水轮机进行分析研究,并与试验结果比较,验证该方法的有效性。通过改变迎流式和背流式偏流角的大小,研究不同偏流角对水平轴水轮机水动力特性的影响规律。结果表明:偏流使水轮机效率及轴向载荷的平均值下降,偏流20°时,迎流式和背流式效率最大下降分别约为5%和6%,轴向载荷系数最大下降分别为5.5%和7.0%;使瞬时值波动幅值增加,偏流角越大,波动幅值越大。 展开更多

关键词 水平轴水轮机 偏流 水动力特性 CFD SST湍流模型

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横轴半潜式潮流能发电装置设计与试验研究 被引量：1

12

作者 黄方平 鲍灵杰 +2 位作者 彭天好 陈俊华 姜楚华 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第5期116-124,共9页

为了促进深远海养殖装备朝智能化方向发展,解决电能供给困难的问题,克服抗风浪网箱受波流耦合作用对太阳能和风能利用的局限性的问题,针对养殖区域的低流速海域,提出了一种适用于深远海可升降网箱的横轴半潜式潮流能发电装置,建立了Savo... 为了促进深远海养殖装备朝智能化方向发展,解决电能供给困难的问题,克服抗风浪网箱受波流耦合作用对太阳能和风能利用的局限性的问题,针对养殖区域的低流速海域,提出了一种适用于深远海可升降网箱的横轴半潜式潮流能发电装置,建立了Savonius型水轮机叶片受力数学模型,分析了叶轮中心与水面的距离对水轮机捕能效率的影响,利用Fluent软件数值模拟了导流增速浮体的速度场情况,设计了发电装置整体结构及锚泊系统,搭建了发电装置试验模型,开展了物理模型试验,测试了不同水流速度情况下与叶轮相对离水距有关的各参数变化情况,并对试验数据进行分析。试验结果表明,在不同的水流流速下,随着离水距的不断增加,捕获功率呈先增加后减小的趋势,当叶轮中心高出水面1/4个叶轮直径时,叶轮的输出功率最大。 展开更多

关键词 深海网箱养殖 低流速 潮流能 横轴 半潜式 发电装置 水轮机

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海浪条件下水平轴叶片式潮流能水轮机流动特性的数值模拟 被引量：1

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作者 吴朝阳 谢占山 《水电能源科学》 北大核心 2023年第5期149-152,共4页

为了研究自由海浪条件下的高潮汐流速对水平轴潮流能水轮机的动态特性影响,基于STAR-CCM+建立了海浪条件下潮流能水轮机水动力特性的数值模拟方法,得到了海浪对潮流能水轮机转动影响规律及转动过程中产生的尾流特征。结果表明,潮流能水... 为了研究自由海浪条件下的高潮汐流速对水平轴潮流能水轮机的动态特性影响,基于STAR-CCM+建立了海浪条件下潮流能水轮机水动力特性的数值模拟方法,得到了海浪对潮流能水轮机转动影响规律及转动过程中产生的尾流特征。结果表明,潮流能水轮机角加速度的幅度与频率受海浪影响,但波动幅度小于海浪波动幅度、变化频率高于海浪波动频率;水轮机转动产生的尾流会使下一个水轮机的周围流场更紊乱,对叶片转动的影响、水轮机轴负载和能量利用率等方面会产生影响;压力脉动变化趋势分析认为,尾流对水轮机疲劳损伤并无太大影响。 展开更多

关键词 水平轴叶片式潮流能水轮机 水动力特性 海浪耦合 尾流特性 压力脉动

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潮流能水平轴水轮机叶片应力疲劳特性分析 被引量：1

14

作者 张连旺 谭俊哲 +3 位作者 CHAYUT Nuntadusit 袁鹏 王树杰 司先才 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第A02期157-164,共8页

潮流能水平轴水轮机在工作过程中受到变幅载荷的作用,会对水轮机叶片的疲劳特性产生重要影响。采用S-N全寿命应力疲劳的时域分析方法研究变幅载荷下潮流能水轮机叶片的应力疲劳特性。基于叶素动量理论,分析叶片所受载荷类型,通过自编程... 潮流能水平轴水轮机在工作过程中受到变幅载荷的作用,会对水轮机叶片的疲劳特性产生重要影响。采用S-N全寿命应力疲劳的时域分析方法研究变幅载荷下潮流能水轮机叶片的应力疲劳特性。基于叶素动量理论,分析叶片所受载荷类型,通过自编程序生成随机变幅载荷的时间序列,运用有限元法分析叶片的应力与应变,将静力学仿真的有限元模型作为疲劳分析模型,应用疲劳分析软件分析叶片的应力疲劳特性。以20kW浮潜式潮流能水平轴水轮机叶片为例,分析叶片的疲劳损伤、疲劳寿命及危险节点,结果表明叶片满足寿命要求,为潮流能水轮机叶片设计及疲劳特性分析提供参考。 展开更多

关键词 潮流能水平轴水轮机 变幅载荷 疲劳特性 时域分析 有限元

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浮式水平轴潮流能水轮机横摇艏摇耦合运动水动力性能分析 被引量：3

15

作者 彭斌 郑源 +3 位作者 张玉全 赵梦晌 唐庆宏 张震 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4631-4638,共8页

浮式潮流能装置的水轮机会随着与之刚性连接的载体在波浪作用下发生六自由度运动。为了研究横摇和艏摇耦合运动对其影响,采用滑移网格技术实现无界均匀流环境下水轮机在不同频率下横摇艏摇同频同幅耦合运动的非定常模拟,在网格无关性验... 浮式潮流能装置的水轮机会随着与之刚性连接的载体在波浪作用下发生六自由度运动。为了研究横摇和艏摇耦合运动对其影响,采用滑移网格技术实现无界均匀流环境下水轮机在不同频率下横摇艏摇同频同幅耦合运动的非定常模拟,在网格无关性验证的基础上,将数值模拟的结果与水槽试验中扭矩传感器测量值对比来验证数值模拟结果的准确性。结果表明:水轮机的能量利用系数和轴向载荷系数平均值相比于无摇时分别约减小0.035和增大0.02,瞬时值出现周期波动且波动规律与仅发生艏摇运动时基本一致,当耦合运动频率为2 rad/s时,能量利用系数和轴向载荷系数瞬时值的变化幅度分别约为8.6%和5.9%;叶轮正面和背面压力出现不均匀分布且在平衡位置处最为严重,尾流场低速区和高涡量区域出现明显摆动,近尾流区的速度恢复加快但远尾流区域速度恢复变慢。 展开更多

关键词 潮流能水轮机 水动力载荷 耦合运动 流场特性 浮式水平轴 水槽试验

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潮流能水平轴水轮机流场分析 被引量：3

16

作者 刘葳兴 刘磊 +2 位作者 崔琳 李宁宇 张之阳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期468-475,共8页

用OpenFOAM开源软件对水平轴水轮机进行数值模拟,以推力T作为体积力附加源项均匀加载到制动盘模型(AD),进行求解计算。在尖端速度比(TSR)为5.5的条件下,对自由区、单台水轮机、水轮机阵列3种情况下的流场进行分析。结果显示:在来流上游... 用OpenFOAM开源软件对水平轴水轮机进行数值模拟,以推力T作为体积力附加源项均匀加载到制动盘模型(AD),进行求解计算。在尖端速度比(TSR)为5.5的条件下,对自由区、单台水轮机、水轮机阵列3种情况下的流场进行分析。结果显示:在来流上游时,三者流速曲线吻合,流速增长趋势一致。水流在AD前端时,AD会对其有阻力作用,导致流速大幅下降。在尾流处,在水轮机阵列上游中,并列两侧水轮机尾流与下游水轮机流场发生动能交换,使其尾流恢复速度大于单台水轮机尾流速度。然而,无论是单台水轮机还是水轮机阵列,它们轴线方向上的中部尾流恢复严重不足,这是由于尾流的干涉使得下游水轮机的来流速度不断减小,其可吸收转化的能量也减少,速度随之减小,尾流也无法恢复。 展开更多

关键词 潮流能 致动盘 数值模拟 水平轴水轮机 尖端速度比 尾流场

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潮流能水平轴水轮机数值模拟研究 被引量：2

17

作者 王晓航 荆丰梅 张亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1841-1847,共7页

主要基于粘性CFD理论对数值模拟中不同参数的影响做出详细研究与论证,计算水平轴潮流能水轮机在不同网格数量、湍流模型与参考系的结果。通过数值模拟与模型实验结果的对比,验证计算结果的准确性。另外分析计算误差产生的原因,总结可得... 主要基于粘性CFD理论对数值模拟中不同参数的影响做出详细研究与论证,计算水平轴潮流能水轮机在不同网格数量、湍流模型与参考系的结果。通过数值模拟与模型实验结果的对比,验证计算结果的准确性。另外分析计算误差产生的原因,总结可得到较精确结果的参数设置、网格划分原则以及计算模型。 展开更多

关键词 水平轴 潮流能水轮机 数值模拟 网格 湍流模型

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潮流能水轮机叶片在多安装角下的水动力研究 被引量：1

18

作者 王晓航 肖钢 张亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1253-1258,共6页

为精确控制潮流能水轮机的输出功率与载荷,得到叶片安装角控制规律,基于动量叶素理论、粘性CFD数值模拟以及模型试验的方法,对1 k W水轮机模型在不同安装角度下的水动力性能进行研究,计算水平轴潮流能水轮机叶片在不同安装角下的水动力... 为精确控制潮流能水轮机的输出功率与载荷,得到叶片安装角控制规律,基于动量叶素理论、粘性CFD数值模拟以及模型试验的方法,对1 k W水轮机模型在不同安装角度下的水动力性能进行研究,计算水平轴潮流能水轮机叶片在不同安装角下的水动力性能与载荷。数值模拟与理论计算的结果表明:叶片安装角度的改变对水轮机的输出功率与载荷均有较明显影响,并呈现一定规律;通过模型实验验证了数值模拟方法的可靠性。 展开更多

关键词 水平轴 潮流能水轮机 安装角 数值模拟 动量叶素理论

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剪切流下潮流能水平轴水轮机的水动力分析 被引量：2

19

作者 张富康 盛其虎 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期926-931,968,共7页

为研究剪切流下潮流能水平轴水轮机的水动力问题,本文采用叶素动量理论与动态入流模型相结合的方法,考虑相对入流速度的时域变化,计算了不同剪切率下水轮机的各水动力系数,探究了剪切率对潮流能水平轴水轮机的水动力载荷特性的影响规律... 为研究剪切流下潮流能水平轴水轮机的水动力问题,本文采用叶素动量理论与动态入流模型相结合的方法,考虑相对入流速度的时域变化,计算了不同剪切率下水轮机的各水动力系数,探究了剪切率对潮流能水平轴水轮机的水动力载荷特性的影响规律。经验证,数值模型与CFD模拟结果吻合良好。结果表明:一定范围内,同一速比下,剪切率对时均轴向力系数的影响不明显,对时均功率系数的影响大约以最优速比为分界,高速比时剪切率越大,功率系数越大,低速比时关系不明显;水动力系数的波动周期与叶轮旋转周期存在倍数关系;水动力系数的幅值与剪切率呈近似线性关系。本文可为剪切流下潮流能水平轴水轮机的载荷分析、设计优化提供有效的预报。 展开更多

关键词 水平轴水轮机 剪切流 叶素动量理论 水动力特性 潮流能 动态入流理论 剪切率 速比

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偏流条件下水平轴水轮机水动力学性能与尾流场研究 被引量：1

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作者 宋科 杨邦成 《水电能源科学》 北大核心 2021年第8期178-180,80,共4页

针对水平轴水轮机在偏流条件下的复杂水动力学问题,借助计算流体力学(CFD)数值模拟方法,建立了水轮机的计算模型并通过试验数据验证了模型及方法的可靠性,之后对不同偏流角下的水平轴水轮机的水动力学性能及尾流场进行了研究。结果表明... 针对水平轴水轮机在偏流条件下的复杂水动力学问题,借助计算流体力学(CFD)数值模拟方法,建立了水轮机的计算模型并通过试验数据验证了模型及方法的可靠性,之后对不同偏流角下的水平轴水轮机的水动力学性能及尾流场进行了研究。结果表明,随着偏流角的增大,水轮机的平均功率系数和推力系数逐渐下降,而瞬时功率系数、推力系数和压力脉动系数的波动幅值逐渐增大。此外,水轮机的尾流场将变得十分复杂和不稳定,并在下游相应位置处出现反向漩涡,但尾流速度恢复明显加快。 展开更多

关键词 潮流能 水平轴水轮机 偏流角 水动力学性能 尾流场

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