剪切流對(duì)潮流能水平軸水輪機(jī)水動(dòng)力性能的影響
摘要:為研究剪切流下潮流能水平軸水輪機(jī)水動(dòng)力載荷的特性,基于計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法建立剪切流模型,計(jì)算水平軸水輪機(jī)在剪切流下的水動(dòng)力載荷,并分析得出剪切流對(duì)水動(dòng)力載荷的影響規(guī)律。結(jié)果表明:在剪切流情況下,水動(dòng)力載荷系數(shù)時(shí)歷曲線發(fā)生明顯波動(dòng),除了彎矩系數(shù)的波動(dòng)頻率與葉輪旋轉(zhuǎn)頻率一致外,其他系數(shù)的波動(dòng)頻率均為葉輪旋轉(zhuǎn)頻率的2倍,且剪切流越大,水動(dòng)力載荷系數(shù)的波動(dòng)幅值就越大;隨著速比的增大,彎矩系數(shù)的波動(dòng)幅值逐漸增大,而側(cè)向力系數(shù)波動(dòng)幅值先增大再減小,在最優(yōu)速比左右達(dá)到最大。研究成果可為潮流能水平軸水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化提供參考。
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