不同横摇幅值下浮式立轴叶轮的水动力性能分析

不同横摇幅值下浮式立轴叶轮的水动力性能分析

论文摘要

为研究浪流联合环境中浮式立轴水轮机的水动力特性及能量转换效率,本文将浮式垂直轴叶轮在浪流中的运动模拟成均匀流中给定频率的受迫摇荡运动。通过ANSYS-CFX软件的二次开发,建立均匀流场中受迫运动水动力模型,进而计算垂直轴叶轮单自由度横摇运动时的不同横摇幅值下的叶轮推力、侧向力的水动力性能变化。将叶轮的推力系数和侧向力系数的时历曲线用最小二乘法进行拟合,分析得到了水轮机阻尼系数和附加质量系数。数值计算结果表明:横摇运动使得叶轮瞬时载荷产生波动,波动值明显增大;推力中阻尼力比惯性力占比大,侧向力受两者的影响相当。本文的研究对浪流联合作用下浮式潮流能装置水动力特性研究有重要意义。

论文目录

  • 1 计算流体力学数值模拟
  •   1.1 理论基础
  •   1.2 立轴水轮机模型
  • 2 数值结果分析
  •   2.1 CFD方法的可行性
  •   2.2 横摇幅值对叶轮推力和侧向力的影响
  •   2.3 不同横摇幅值的叶轮涡量图及叶片压力云图
  • 3 不同横摇幅值下的水动力系数
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王凯,张万超,王树齐,国威

    关键词: 浪流联合,立轴水轮机,水动力特性,能量转换效率,强迫摇荡运动,横摇运动幅值,水动力系数,最小二乘法

    来源: 哈尔滨工程大学学报 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 海洋学,新能源

    单位: 武汉第二船舶设计研究所,江苏科技大学船舶与海洋工程学院,中国舰船科学研究中心流体力学国家重点实验室

    基金: 江苏省自然科学基金项目(BK20180980)

    分类号: P743;P742

    页码: 1569-1575

    总页数: 7

    文件大小: 397K

    下载量: 86

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