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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
1
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
2
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：13
3
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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水深变化影响下潮流能水轮机尾流场特性实验研究 被引量：16
4
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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不同湍流强度下潮流能水轮机尾流特性试验研究 被引量：13
5
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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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：7
6
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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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：5
7
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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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
8
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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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：4
9
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：6
10
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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基于致动盘的潮流能水轮机尾流场研究 被引量：8
11
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
12
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
13
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
14
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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潮流能水轮机叶片结构设计及水动力性能分析 被引量：5
15
作者 兰雅梅 张婷婷 +2 位作者 王世明 宋秋红 饶勇 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2021年第4期140-144,共5页
基于叶素动量理论对水平轴潮流能水轮机叶片外形进行设计,并结合Wilson方法修正计算模型,采用Matlab软件对叶片进行优化计算,得到优化后的弦长和扭角。通过坐标转换得到优化后翼型的三维坐标,将得到的坐标导入Solid Works软件中建立叶... 基于叶素动量理论对水平轴潮流能水轮机叶片外形进行设计,并结合Wilson方法修正计算模型,采用Matlab软件对叶片进行优化计算,得到优化后的弦长和扭角。通过坐标转换得到优化后翼型的三维坐标,将得到的坐标导入Solid Works软件中建立叶片的三维模型。最后通过Fluent软件对设计的水轮机在不同尖速比下进行三维数值模拟。计算结果表明,设计的水轮机在水流速度为0.8 m/s,叶尖速比为3时,捕能系数能取得较大值,且水轮机无回流现象,具有良好的水动力特性。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 叶片 水动力性能 叶素动量理论 计算流体力学(CFD) 数值模拟
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海底地形对潮流能水轮机水动力学性能影响数值模拟研究 被引量：6
16
作者 谭俊哲 李仁军 +3 位作者 司先才 王树杰 梁兰健 袁鹏 《海洋技术学报》 2018年第1期94-101,共8页
为研究海底地形尾流对潮流能水轮机水动力学性能的影响,采用CFD方法,使用开源软件Code_saturne,选取具有代表性的二维梯形地形,对有无地形两种工况下的水轮机的性能分别进行数值模拟,得到不同尖速比的水轮机性能参数曲线。通过水槽试验... 为研究海底地形尾流对潮流能水轮机水动力学性能的影响,采用CFD方法,使用开源软件Code_saturne,选取具有代表性的二维梯形地形,对有无地形两种工况下的水轮机的性能分别进行数值模拟,得到不同尖速比的水轮机性能参数曲线。通过水槽试验与数值模拟结果对比,验证用CFD数值模拟直接求解含有地形流场中的水轮机各项性能参数的可靠性。利用数值模拟方法对梯形地形的尾流分布进行分析,进而研究海底地形尾流对水轮机性能的影响距离,为潮流能水轮机的微观选址提供一定参考。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 CFD 数值模拟 海底地形尾流 潮流场微观选址
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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：4
17
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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水平轴潮流能水轮机的流固耦合分析 被引量：3
18
作者 田美灵 刘雪峰 +3 位作者 王晋宝 唐志波 陈正寿 孙忠军 《浙江海洋学院学报（自然科学版）》 CAS 2014年第5期430-436,447,共8页
叶轮作为潮流能水轮机捕能的关键部件,其水动力性能以及结构性能会影响水轮机的捕能效果及其结构的安全性。本文以30 W的小型水平轴潮流能水轮机为例,分别基于单向流固耦合和双向流固耦合模型对在设计工况下的叶轮水动力性能与结构性能... 叶轮作为潮流能水轮机捕能的关键部件,其水动力性能以及结构性能会影响水轮机的捕能效果及其结构的安全性。本文以30 W的小型水平轴潮流能水轮机为例,分别基于单向流固耦合和双向流固耦合模型对在设计工况下的叶轮水动力性能与结构性能进行了稳态分析,对比研究了两种耦合模型所得到的叶轮捕能系数、叶轮表面压力分布等水动力性能和叶轮应力分布等结构性能,为进一步对叶轮结构优化提供参考依据。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 单向流固耦合 双向流固耦合 水动力性能 结构性能
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叶片材料及根部结构对潮流能水轮机性能的影响 被引量：4
19
作者 林奇峰 周大庆 赵文龙 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第4期627-632,共6页
转轮叶片材料及根部结构对潮流能水轮机水力性能和结构性能有较大影响。文章基于CFD方法对转轮直径为2 m,3种叶片根部方案的潮流能水轮机在不同来流速度工况下的水力性能进行了稳态数值模拟,计算结果表明,当来流速度为4 m/s,采用根部方... 转轮叶片材料及根部结构对潮流能水轮机水力性能和结构性能有较大影响。文章基于CFD方法对转轮直径为2 m,3种叶片根部方案的潮流能水轮机在不同来流速度工况下的水力性能进行了稳态数值模拟,计算结果表明,当来流速度为4 m/s,采用根部方案2时,机组达到最高效率73.39%。在此基础上,利用单向流固耦合的方法计算分析了该根部方案下采用4种不同材料转轮叶片的结构性能,分析结果表明,叶片采用结构钢、碳纤维HexMC和碳纤维RTP-1389时,最大应力均为130 MPa,未超过许可应力强度,结构钢最大总形变为6.55 mm,玻璃纤维最大总形变为104.72 mm。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 材料 根部结构 CFD 单向流固耦合
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新型H型叶片潮流能水轮机不同翼型水动力性能分析 被引量：3
20
作者 何中伟 郑源 +2 位作者 梁晓玲 阚阚 付士凤 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第10期45-49,共5页
为了探究垂直轴潮流能水轮机转轮叶片翼型对其水动力性能的影响,在保持水轮机密实度相同的条件下,采用Fluent软件对4种不同翼型的H型直叶片潮流能水轮机进行了三维流场非定长数值模拟。通过4种H型叶片翼型对转轮动力扭矩特性和水能利用... 为了探究垂直轴潮流能水轮机转轮叶片翼型对其水动力性能的影响,在保持水轮机密实度相同的条件下,采用Fluent软件对4种不同翼型的H型直叶片潮流能水轮机进行了三维流场非定长数值模拟。通过4种H型叶片翼型对转轮动力扭矩特性和水能利用系数的影响,分析了潮流能水轮机水动力性能。结果表明,NACA0015翼型的水轮机单叶片动力扭矩最大值明显高于其他3种翼型;而整体转轮扭矩最大值取决于其不同的来流速度等运行工况。从整体上看,不对称翼型NACA4415的水轮机水能利用效率优于其他3种翼型。本研究为新型潮流水轮机的设计和翼型的选择应用提供了依据。 展开更多
关键词 垂直轴潮流能水轮机 翼型 水动力性能 数值模拟
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