垂直轴水轮机耦合数值模拟研究 被引量：9

1

作者 张亮 李志川 +1 位作者 刘健 孙科 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期228-231,共4页

垂直轴水轮机由于自身结构决定,轮机转动一周过程中转速是不稳定的,为了研究转速波动对垂直轴水轮机性能的影响,采用耦合式方法对其进行数值模拟研究.采用一试验模型作为计算算例,对比叶轮角速度的计算结果和试验测量结果,计算结果和试... 垂直轴水轮机由于自身结构决定,轮机转动一周过程中转速是不稳定的,为了研究转速波动对垂直轴水轮机性能的影响,采用耦合式方法对其进行数值模拟研究.采用一试验模型作为计算算例,对比叶轮角速度的计算结果和试验测量结果,计算结果和试验结果吻合较好.在此基础上并研究了转动惯量对水轮机转速波动的影响,研究发现:转动惯量较大时,采用非耦合方法与采用耦合方法计算结果相差不大;转动惯量越小,水轮机转速波动越大,越不利于轮机吸收能量. 展开更多

关键词 潮流能 垂直轴水轮机 不稳定旋转 耦合方法

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固定偏角垂直轴潮流能水轮机叶片安装位置试验研究 被引量：13

2

作者 李志川 张学伟 +1 位作者 张亮 刘文东 《可再生能源》 CAS 北大核心 2012年第4期37-41,共5页

叶片安装位置是影响固定偏角垂直轴潮流能水轮机水动力性能的关键参数之一,为了研究其对水轮机性能影响的基本规律,建立了垂直轴水轮机水槽模型试验系统,设计了垂直轴水轮机性能和载荷测试方法。通过试验结果的分析,得到了叶片安装位置... 叶片安装位置是影响固定偏角垂直轴潮流能水轮机水动力性能的关键参数之一,为了研究其对水轮机性能影响的基本规律,建立了垂直轴水轮机水槽模型试验系统,设计了垂直轴水轮机性能和载荷测试方法。通过试验结果的分析,得到了叶片安装位置对水轮机能量利用率、推力系数、侧向力系数和合力系数的影响规律,为水轮机设计提供了试验依据。 展开更多

关键词 潮流能 固定偏角垂直轴水轮机 叶片安装位置 试验研究

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固定偏角垂直轴潮流水轮机叶片安装角研究 被引量：12

3

作者 李志川 孙科 +1 位作者 荆丰梅 张亮 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期853-857,共5页

叶片安装角是影响固定偏角垂直轴水轮机性能的关键参数之一.为了提高水轮机性能,应用模型试验和数值模拟的方法,研究了安装角对水轮机叶片载荷和叶轮整体性能的影响.通过能量利用率的数值计算结果与试验结果对比,验证了数值模拟结果的... 叶片安装角是影响固定偏角垂直轴水轮机性能的关键参数之一.为了提高水轮机性能,应用模型试验和数值模拟的方法,研究了安装角对水轮机叶片载荷和叶轮整体性能的影响.通过能量利用率的数值计算结果与试验结果对比,验证了数值模拟结果的可靠性.研究结果表明,叶片安装时首部外偏一定角度,可以提高叶轮的能量利用率,并且可以降低叶片载荷,这有利于水轮机的长期运转;叶片安装时首部内偏一定角度,对叶轮的能量利用率和叶片载荷均不利. 展开更多

关键词 潮流能 垂直轴水轮机 叶片安装角 能量利用率 叶片载荷

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潮流能研究现状2013 被引量：84

4

作者 张亮 李新仲 +1 位作者 耿敬 张学伟 《新能源进展》 2013年第1期53-68,共16页

21世纪以来,面对常觃能源日益枯竭、环境恶化的局面,各国将目光转向可再生能源。海洋潮流能因为优越的可再生性、环保性及巨大的贮藏量而成为重点研究对象。至2013年,海洋潮流能利用在技术上取得了长足的迚步,而且収展十分迅速,新概念... 21世纪以来,面对常觃能源日益枯竭、环境恶化的局面,各国将目光转向可再生能源。海洋潮流能因为优越的可再生性、环保性及巨大的贮藏量而成为重点研究对象。至2013年,海洋潮流能利用在技术上取得了长足的迚步,而且収展十分迅速,新概念、新技术和新装置层出不穷。本文从工作原理、技术特征、实验及应用情冴等斱面对其中具有代表性的潮流能収电装置的模型及实型作了综述和评价,通过对比分析能量转换装置和载体形式的技术特点,挃出了当前潮流能开収中存在的主要问题及未来的収展趋势。 展开更多

关键词 潮流能 发电装置 水轮机 载体形式 发展趋势

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模型试验技术在海上浮式风电开发中的应用 被引量：13

5

作者 赵静 张亮 +1 位作者 叶小嵘 吴海涛 《中国电力》 CSCD 北大核心 2011年第9期55-60,共6页

随着能源需求的逐步增大,海上风电场建设需要5 MW甚至更大功率的海上风力机,固定式基础已经无法满足设计要求,浮式风力机的研究成为新的热点。介绍国际上已建成的2处海上浮式风电机组样机的概况,对比不同浮式基础结构的性能,分析各国模... 随着能源需求的逐步增大,海上风电场建设需要5 MW甚至更大功率的海上风力机,固定式基础已经无法满足设计要求,浮式风力机的研究成为新的热点。介绍国际上已建成的2处海上浮式风电机组样机的概况,对比不同浮式基础结构的性能,分析各国模型试验的特点,探讨试验研究的关键技术,提出适合于我国海上浮式风电机组理论和试验研究的建议,为我国未来建设更大规模的海上浮式风电场提供了理论依据。 展开更多

关键词 风力发电 海上风电 基础结构 浮式平台 模型试验

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垂直轴自由变偏角水轮机的多体耦合数值求解方法 被引量：4

6

作者 张学伟 张亮 +2 位作者 李志川 盛其虎 王树齐 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期370-375,共6页

基于达朗伯原理建立了自由变偏角水轮机结构动力学模型,并结合粘性CFD方法,形成了一种用于分析自由变偏角潮流能水轮机水动力特性的多体耦合数值计算方法。将该方法与试验及非耦合算法进行了对比分析,并研究了自启动、流速变化和负载变... 基于达朗伯原理建立了自由变偏角水轮机结构动力学模型,并结合粘性CFD方法,形成了一种用于分析自由变偏角潮流能水轮机水动力特性的多体耦合数值计算方法。将该方法与试验及非耦合算法进行了对比分析,并研究了自启动、流速变化和负载变化对水轮机性能的影响规律。研究表明:本文建立的数值计算方法能够有效模拟自由变偏角水轮机在各种非定常过程中的运动特性和动力特性。 展开更多

关键词 垂直轴 变偏角水轮机 多体耦合 非定常模拟

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海上浮式风力机环境载荷及运动性能分析 被引量：6

7

作者 张亮 叶小嵘 +1 位作者 吴海涛 马庆位 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期876-881,共6页

采用修正莫里森公式计算了SPAR波浪载荷,并与文献中试验结果对比较好,从而验证了该文波浪载荷算法的正确性。然后利用此算法模拟支撑5MW水平轴风机的SPAR浮式基础波浪载荷,同时考虑风载荷及锚泊载荷对海上浮式风力机的联合作用,建立海... 采用修正莫里森公式计算了SPAR波浪载荷,并与文献中试验结果对比较好,从而验证了该文波浪载荷算法的正确性。然后利用此算法模拟支撑5MW水平轴风机的SPAR浮式基础波浪载荷,同时考虑风载荷及锚泊载荷对海上浮式风力机的联合作用,建立海上浮式风力机的载荷模型,分析系统的载荷及运动响应时域特性。 展开更多

关键词 海上浮式风力机 修正莫里森公式 载荷模型 时域分析

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潮流发电装置运动衰减特性与不规则波响应 被引量：2

8

作者 马勇 张亮 由世洲 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期343-348,共6页

为了研究基于竖轴水轮机的漂浮式潮流能发电装置的运动衰减特性与不规则波响应,提出了基于船模拖曳水池的系泊试验方法,设计了试验模型和装置,构建了系泊试验平台,进行了组合模型的自由衰减试验、系泊衰减试验和系泊状态下的不规则波响... 为了研究基于竖轴水轮机的漂浮式潮流能发电装置的运动衰减特性与不规则波响应,提出了基于船模拖曳水池的系泊试验方法,设计了试验模型和装置,构建了系泊试验平台,进行了组合模型的自由衰减试验、系泊衰减试验和系泊状态下的不规则波响应试验.衰减试验中测量了模型的摇动衰减特性,不规则波响应试验中测量了系缆的拉力响应和组合模型的摇动响应.试验研究得到了关于漂浮式潮流能发电装置的衰减运动特性和4级海况、0.6 m/s流速时1号系缆的拉力响应以及组合模型的摇动响应.研究可为基于竖轴水轮机的漂浮式潮流能发电装置的理论研究和工程应用提供参考和借鉴. 展开更多

关键词 潮流能 漂浮式发电装置 竖轴水轮机 衰减运动 不规则波响应 试验

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陀螺式波浪能发电装置浮子运动及载荷分析 被引量：4

9

作者 周宇英 李炳强 +3 位作者 蔡宗举 马勇 张亮 郑雄波 《船海工程》 北大核心 2016年第3期90-98,共9页

为了获得陀螺式波浪能发电装置浮子的运动规律,运用CFD方法分析浮子在不同波浪工况下的单自由度和两自由度的运动及载荷变化,分析俘获宽度比的变化规律,进行小尺度水槽模型试验,验证波浪条件对装置能量转化的影响,获得装置的共振周期和... 为了获得陀螺式波浪能发电装置浮子的运动规律,运用CFD方法分析浮子在不同波浪工况下的单自由度和两自由度的运动及载荷变化,分析俘获宽度比的变化规律,进行小尺度水槽模型试验,验证波浪条件对装置能量转化的影响,获得装置的共振周期和最大俘获宽度比,通过数值模拟和水槽试验确定该装置浮子的运动规律及载荷变化。 展开更多

关键词 波浪能发电装置 陀螺式 浮子 计算流体力学 模型试验

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新式潮流电站载体概念设计及水动力性能分析

10

作者 关超 张亮 马勇 《新能源进展》 2014年第4期282-285,共4页

为了实现潮流能和风能的互补利用,设计一种新式潮流电站载体平台,实现了对潮流水轮机和风能发电模块的搭载,构建了600 kW独立电力系统。基于新式潮流电站载体,考虑水轮机受力和环境的影响,分析发电装置的稳性,并应用有限元软件ANSYS对... 为了实现潮流能和风能的互补利用,设计一种新式潮流电站载体平台,实现了对潮流水轮机和风能发电模块的搭载,构建了600 kW独立电力系统。基于新式潮流电站载体,考虑水轮机受力和环境的影响,分析发电装置的稳性,并应用有限元软件ANSYS对新式结构建模,分析了装置的耐波性。本研究将为多能互补潮流发电装置研究、开发和建设提供参考和借鉴。 展开更多

关键词 潮流能 概念设计 稳性 耐波性

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水平轴潮流能叶轮设计与水动力特性分析 被引量：6

11

作者 张之阳 王晓航 +2 位作者 刘葳兴 纪仁玮 郭广廓 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第1期78-82,88,共6页

潮流能是海洋可再生能源的重要组成部分,为提高潮流能利用效率,本文基于叶素-动量理论(BEM)方法,给出Glauert涡流设计理论在水平轴潮流能叶轮设计上的应用。采用BEM理论和CFD数值模拟方法对设计的潮流能叶轮进行水动力性能分析,计算其... 潮流能是海洋可再生能源的重要组成部分,为提高潮流能利用效率,本文基于叶素-动量理论(BEM)方法,给出Glauert涡流设计理论在水平轴潮流能叶轮设计上的应用。采用BEM理论和CFD数值模拟方法对设计的潮流能叶轮进行水动力性能分析,计算其在不同叶尖速比下的功率特性,2种方法的结果表现了较好的一致性。在此基础上,基于BEM理论,进一步分析叶片表面的载荷分布情况,选取叶片沿展长方向的3个不同位置,分析翼段的流体动力特性随速比的变化规律。计算结果表明,潮流能叶轮工作特性满足对功率和效率的要求,说明了设计方法的可靠性。本文的研究成果为今后水平轴潮流能叶轮设计及水动力性能预报提供有价值的参考。 展开更多

关键词 水平轴叶轮 叶片设计:水动力分析 BEM理论 CFD数值模拟

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