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基于两步法的沙漏型浮体砰击压强分析
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作者 张帆 张学伟 +2 位作者 盛其虎 王文华 纪仁玮 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第1期68-75,共8页
为探究沙漏型FPSO的砰击压强特性,采用两步法对浮体在典型波浪环境下砰击次数和砰击压强展开研究。基于波浪势流理论计算沙漏型FPSO在典型波浪环境的运动响应,利用多项式拟合浮体典型剖面在入水前后时刻的垂向速度时间历程曲线;基于计... 为探究沙漏型FPSO的砰击压强特性,采用两步法对浮体在典型波浪环境下砰击次数和砰击压强展开研究。基于波浪势流理论计算沙漏型FPSO在典型波浪环境的运动响应,利用多项式拟合浮体典型剖面在入水前后时刻的垂向速度时间历程曲线;基于计算流体力学理论数值模拟浮体二维剖面入水砰击压强。模拟结果表明,具有优异水动力性能的沙漏型浮体,距离水线面越近的横剖面平均入水砰击次数和有效砰击速度越大;最大砰击压强区域在沙漏型FPSO上浮体舷侧的两端;底部形状越平或曲率半径越来越大,二维剖面的砰击压强峰值越大。 展开更多
关键词 沙漏型FPSO 砰击 两步法 砰击压强
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新一代涡识别方法在大偏航条件下风电机组复杂尾涡辨识中的适用性研究 被引量:2
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作者 纪仁玮 孙科 +3 位作者 朱仁庆 张幸雨 张阁 张玉全 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期486-495,共10页
为进一步了解大偏航条件下串列风力机组的复杂尾流特性,采用4种不同的涡识别方法(第一代Vorticity、第二代Q、第三代Liutex、第三代NewOmega)可视化串列风机组的尾涡结构,以探究新一代(第三代)涡识别方法(Liutex、NewOmega)在风力机大... 为进一步了解大偏航条件下串列风力机组的复杂尾流特性,采用4种不同的涡识别方法(第一代Vorticity、第二代Q、第三代Liutex、第三代NewOmega)可视化串列风机组的尾涡结构,以探究新一代(第三代)涡识别方法(Liutex、NewOmega)在风力机大偏航条件下的适用性。首先,基于致动线(actuator line,AL)模型和一种局部动态Smagorinsky(localized dynamic Smagorinsky,LDS)亚格子模型,开发一套精度高、计算成本低的水平轴风力机尾流精细化数值模拟框架(AL-LDS耦合模型框架)。其次,选取NREL-5MW风力机为研究对象,将AL-LDS耦合模型的模拟结果与NREL基准值进行对比,从而验证AL-LDS耦合模型的精度。最后,编写最新的第三代涡识别方法(Liutex、NewOmega)后处理程序,并将新一代涡识别方法应用到大偏航条件下串列风力机组的尾涡辨识中,进而分析多机组间的复杂尾涡流动机理。结果表明:(1)AL-LDS耦合模型具有较高的计算精度;(2)第三代涡识别方法同样适用于大偏航条件下风力机尾涡结构的可视化,且可捕捉到尾流中成对的涡脱落现象以及破碎弱涡结构。 展开更多
关键词 风力机 致动线 大涡模拟 偏航 新一代涡识别方法 精细化数值模拟
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定桨垂直轴潮流能水轮机水动力模型试验研究 被引量:2
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作者 纪仁玮 盛其虎 +2 位作者 张亮 董越 张学伟 《海洋技术学报》 2018年第5期72-82,共11页
针对垂直轴潮流能水轮机的水动力性能,文中采用模型试验的方法,以定桨垂直轴潮流能水轮机为研究对象,在循环水槽中进行室内定型测试研究。试验的主要目的是建立垂直轴水轮机试验测试平台,确定垂直轴水轮机水动力性能和载荷试验测试方法... 针对垂直轴潮流能水轮机的水动力性能,文中采用模型试验的方法,以定桨垂直轴潮流能水轮机为研究对象,在循环水槽中进行室内定型测试研究。试验的主要目的是建立垂直轴水轮机试验测试平台,确定垂直轴水轮机水动力性能和载荷试验测试方法。利用滤波等方法对实验结果进行数值处理,研究轮辐和夹具、来流速度和密实度(叶片弦长大小)对水轮机水动力特性和载荷特性的影响。通过本次试验,揭示其水动力与载荷的变化规律。研究结果可为今后潮流电站设计、安装提供依据以及为CFD有效性验证提供试验数据。 展开更多
关键词 海洋可再生能源 定桨 垂直轴潮流能水轮机 模型试验 水动力特性 载荷特性
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内孤立波作用下水下潜器的载荷特性数值分析 被引量:5
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作者 杨帆 朱仁庆 +2 位作者 陈旭东 纪仁玮 刘星 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第5期26-31,共6页
为了研究海洋内孤立波作用下潜器的载荷特性,以RANS方程为控制方程,依据Kdv,e Kdv和m Kdv三类内孤立波理论计算速度入口,建立两层流体中内孤立波与水下潜器相互作用的数值模拟方法,计算分析内孤立波作用下潜器的水平力、垂向力和力矩的... 为了研究海洋内孤立波作用下潜器的载荷特性,以RANS方程为控制方程,依据Kdv,e Kdv和m Kdv三类内孤立波理论计算速度入口,建立两层流体中内孤立波与水下潜器相互作用的数值模拟方法,计算分析内孤立波作用下潜器的水平力、垂向力和力矩的变化规律。结果表明,数值模拟得到的内孤立波波形及振幅与其对应理论解和文献中实验结果吻合良好。潜器的受力变化规律与内孤立波波幅、上下层水深比和潜器潜深有关。 展开更多
关键词 内孤立波 数值水槽 水下潜器 载荷特性
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基于改进延迟分离涡方法的潮流能水轮机纵摇运动水动力分析 被引量:1
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作者 纪仁玮 孙科 +2 位作者 张玉全 赵梦晌 朱仁庆 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期15-23,共9页
为探究强迫纵摇运动对浮式潮流能水轮机水动力性能的影响,该文基于改进延迟分离涡模型(IDDES)与滑移网格技术相结合的方法,建立了浮式潮流能水轮机旋转和纵摇耦合运动的CFD数值模型。首先选取潮流能水轮机的水槽试验结果来验证所建立的... 为探究强迫纵摇运动对浮式潮流能水轮机水动力性能的影响,该文基于改进延迟分离涡模型(IDDES)与滑移网格技术相结合的方法,建立了浮式潮流能水轮机旋转和纵摇耦合运动的CFD数值模型。首先选取潮流能水轮机的水槽试验结果来验证所建立的数值模型的计算精度,其次在不同纵摇频率和纵摇幅值下,对浮式潮流能水轮机开展三维非定常模拟。研究结果表明:(1)水轮机水动力系数(能量利用率系数和轴向载荷系数)的整体波动频率为纵摇频率的两倍,同时伴随着频率为叶轮转频的高频脉动;(2)随着纵摇频率的增加,水轮机平均水动力系数略有增加,而随着纵摇幅值的增加,其平均水动力系数略有减小,但均小于无纵摇工况下的平均水动力系数;(3)在纵摇最大振幅位置处,水轮机各叶片迎流面承受不同程度的水压载荷。纵摇运动对平衡位置和最大振幅位置处的尾迹均有影响,且尾迹出现较为明显的低速区摆动现象。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 纵摇运动 水动力性能 叶片载荷 尾迹摆动
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振荡浮子式双浮体波浪能装置的频域和时域分析 被引量:11
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作者 纪仁玮 张亮 +1 位作者 王树齐 朱仁庆 《上海船舶运输科学研究所学报》 2019年第3期19-27,共9页
为有效利用波浪能发电,对振荡浮子式双浮体波浪能装置进行分析。在对海洋结构物频域和时域的基本理论和计算方法进行分析的基础上,以双浮体波浪能装置为研究对象,提出一套基于势流理论的ANSYS-AQWA方法,对振荡浮子式双浮体波浪能装置的... 为有效利用波浪能发电,对振荡浮子式双浮体波浪能装置进行分析。在对海洋结构物频域和时域的基本理论和计算方法进行分析的基础上,以双浮体波浪能装置为研究对象,提出一套基于势流理论的ANSYS-AQWA方法,对振荡浮子式双浮体波浪能装置的振荡运动进行模拟计算。利用Fortran对ANSYS-AQWA软件进行二次开发,在考虑线性脉冲串输出(Pluse Train Output,PTO)阻尼影响的条件下,将数值计算结果与NREL的试验结果相对比。针对特定的双浮体波浪能装置进行频域和时域的响应分析,为波浪能装置的进一步研究提供参考。 展开更多
关键词 振荡浮子式 双浮体波浪能装置 二次开发 水动力性能 功率特性
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不同参数对双浮体波能装置水动力特性的影响
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作者 纪仁玮 盛其虎 +2 位作者 王树齐 张玉全 张亮 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期589-595,共7页
以双浮体波能装置为研究对象,提出了一套基于ANSYS-AQWA模拟双浮体波能装置振荡运动的计算方法,采用Fortran的二次开发,考虑了线性PTO阻尼的影响,并将运动的数值结果与NREL的试验结果进行对比验证.详细探究了不同参数(波浪参数、发电装... 以双浮体波能装置为研究对象,提出了一套基于ANSYS-AQWA模拟双浮体波能装置振荡运动的计算方法,采用Fortran的二次开发,考虑了线性PTO阻尼的影响,并将运动的数值结果与NREL的试验结果进行对比验证.详细探究了不同参数(波浪参数、发电装置参数和PTO参数)对双浮体波能装置水动力特性的影响.研究结果表明:波浪参数方面,存在1个最优波浪周期,使波能装置的发电功率最大,且增加波高有利于波能的俘获;发电装置参数方面,浮子的吃水、直径及浮筒阻尼板的直径均存在最优值,使能量俘获因子达到最大;PTO参数方面,存在最优阻尼系数,并给出了工程实际中的相对参考值.研究成果可为振荡浮子式双浮体波能装置的研究和设计提供有价值的参考. 展开更多
关键词 波能装置 双浮体系统 二次开发 水动力分析 功率特性
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波浪中两固定浮式结构窄缝间水动力干扰研究
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作者 纪仁玮 朱仁庆 +2 位作者 杨帆 陈旭东 刘星 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第2期13-21,共9页
随着船舶制造和运输行业的持续发展,单一的海洋浮式结构物已无法满足开发生产的实际需求,将面临更多有关于多浮体协同作业的问题。本文基于粘流理论以及计算流体力学(CFD)理论,并采用基于全六面体非结构化网格技术求解粘性雷诺数平均方... 随着船舶制造和运输行业的持续发展,单一的海洋浮式结构物已无法满足开发生产的实际需求,将面临更多有关于多浮体协同作业的问题。本文基于粘流理论以及计算流体力学(CFD)理论,并采用基于全六面体非结构化网格技术求解粘性雷诺数平均方程的自由液面捕捉法,利用较成熟的CFD商业软件FINE/Marine,对两固定浮式结构窄缝间的流场问题进行数值模拟,并通过观察窄缝间流场的波面升高,对比分析不同波浪周期(波浪频率)、不同窄缝间距对窄缝间流场的影响,并对窄缝间流场的水动力共振问题进行规律探索。最后,本文对不同模型参数的模拟结果进行对比探究。 展开更多
关键词 浮式结构 旁靠 粘性流体 水动力共振
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液货船边舱破损下的液舱晃荡及泄漏特性分析
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作者 纪仁玮 董进 +1 位作者 秦石洁 张益凡 《上海船舶运输科学研究所学报》 2016年第3期30-41,共12页
液货船液舱晃荡具有很强的非线性和随机性,产生的砰击脉冲峰值极大,会对舱室结构形成巨大的冲击力,极易造成液舱破损事故发生。对此,基于Ansys14.5软件建立未破损的液舱模型,分别在无隔板和有垂直隔板2种情况下对比分析不同装载率的液... 液货船液舱晃荡具有很强的非线性和随机性,产生的砰击脉冲峰值极大,会对舱室结构形成巨大的冲击力,极易造成液舱破损事故发生。对此,基于Ansys14.5软件建立未破损的液舱模型,分别在无隔板和有垂直隔板2种情况下对比分析不同装载率的液舱晃荡载荷;在此基础上,进一步建立边舱破损下的液舱模型,初步分析其晃荡载荷特性,并详细研究液舱破损后舱内油品的泄漏现象,分别探讨不同的外界激励参数和双舷侧对泄漏的影响;最后,通过物理试验观察油品的泄漏过程。 展开更多
关键词 晃荡 油品泄漏 数值模拟 物理试验
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波浪中固定浮式结构与自由浮动结构窄缝间流场分析
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作者 纪仁玮 董进 +1 位作者 秦石洁 张益凡 《中国水运(下半月)》 2016年第8期291-296,共6页
随着船舶制造和运输行业的持续发展,单一的海洋浮式结构物已无法满足开发生产的实际需求,我们将面临更多有关于多浮体协同作业的问题。本文采用Fine/Marine软件对固定式结构和自由浮动结构窄缝间的流场进行数值模拟,究了不同波浪工况和... 随着船舶制造和运输行业的持续发展,单一的海洋浮式结构物已无法满足开发生产的实际需求,我们将面临更多有关于多浮体协同作业的问题。本文采用Fine/Marine软件对固定式结构和自由浮动结构窄缝间的流场进行数值模拟,究了不同波浪工况和不同窄缝间距对小间距内流体运动的影响。分析波长对窄缝间流场的影响时发现,在波长为1m的工况下,窄缝间的波面升高幅度较大,可达到同等位置外围流场波高的四倍;在分析窄缝间距大小对流体运动影响时发现,在间距较小的情况下,波面升高现象明显,窄缝间流体的运动更加剧烈。 展开更多
关键词 窄缝 波面升高 运动响应 Fine/Marine
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系泊双浮体波能转换装置的水动力性能
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作者 纪仁玮 胡超 +3 位作者 李乐飞 夏淼 陈甫昕 张学伟 《上海船舶运输科学研究所学报》 2019年第1期6-12,22,共8页
采用理论分析和数值计算的方法对振荡浮子式系泊双浮体波能转换装置的水动力性能进行分析。利用AQWA-LINE模块建立单浮体、双浮体模型,计算得到单浮子和浮筒及二者相互耦合的水动力参数,并通过Mathematica编程迭代计算得到单浮体、双浮... 采用理论分析和数值计算的方法对振荡浮子式系泊双浮体波能转换装置的水动力性能进行分析。利用AQWA-LINE模块建立单浮体、双浮体模型,计算得到单浮子和浮筒及二者相互耦合的水动力参数,并通过Mathematica编程迭代计算得到单浮体、双浮体波能转换装置的垂荡运动响应RAO(Response Amplitude Operator)和能量俘获宽度比。通过分析计算结果,得到能量俘获宽度比η在不同PTO(Power Take-Off)阻尼、不同非线性系数α和不同波浪频率下的变化规律。 展开更多
关键词 振荡浮子式 系泊双浮体 波能转换转置 水动力性能 PTO阻尼 能量俘获宽度比
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Array Characteristics of Oscillating-Buoy Two-Floating-Body Wave-Energy Converter 被引量:2
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作者 Renwei Ji Qihu Sheng +3 位作者 Shuqi Wang Yuquan Zhang Xuewei Zhang Liang Zhang 《Journal of Marine Science and Application》 CSCD 2019年第3期325-333,共9页
As the energy supply problem worsens, the development and utilization of marine renewable energy have become a research hotspot. The development of wave energy is moving from the near shore to the distant sea. The pow... As the energy supply problem worsens, the development and utilization of marine renewable energy have become a research hotspot. The development of wave energy is moving from the near shore to the distant sea. The power-generation efficiency of a single two-floating-body wave-energy converter is relatively low. To fully utilize wave energy and improve the wave-energy capture rate of a fixed sea area, arranging a two-floating-body wave-energy converter array is necessary. This paper first introduces the basic theory of multi-floating flow field, time-domain calculation method, and influence factor of the waveenergy converter array. Then, the development of AQWA software in Fortran language considers the effect of power takeoff. A calculation method based on ANSYS–AQWA is proposed to simulate the motion of the oscillating-buoy two-floating-body wave-energy converter. The results are compared with the experimental results from the National Renewable Energy Laboratory. Finally, the ANSYS–AQWA method is used to study the power characteristics of simple and complex arrays of wave-energy converters. The average power generation of simple arrays is largest at 0°, and the average power generation of complex arrays does not change with the wave direction. Optimal layout spacing exists for the simple and complex arrays. These findings can serve as a valuable reference for the large-scale array layout of wave-energy converters in the future. 展开更多
关键词 OSCILLATING buoy Two-floating body Wave-energy CONVERTER AQWA CONVERTER ARRAY Power CHARACTERISTICS
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波浪作用下三维楔形体入水砰击数值模拟 被引量:4
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作者 朱仁庆 陆嘉文 +3 位作者 纪仁玮 夏淼 李乐飞 韩峥 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第13期6-11,共6页
当船舶航行于恶劣海况时,船舶会发生砰击现象。砰击现象是指船体发生剧烈的摇荡运动导致出水并再次入水,由于船舶入水砰击是瞬态过程,所以会在短时间内产生巨大的砰击压力,造成船体的变形甚至失效,因此准确预报入水砰击压力对保证船舶... 当船舶航行于恶劣海况时,船舶会发生砰击现象。砰击现象是指船体发生剧烈的摇荡运动导致出水并再次入水,由于船舶入水砰击是瞬态过程,所以会在短时间内产生巨大的砰击压力,造成船体的变形甚至失效,因此准确预报入水砰击压力对保证船舶安全航行和作业具有重要意义。本文建立三维楔形体模型来模拟船首部位,结合有限体积法与动网格技术,引入VOF模型,数值模拟了波浪作用下不同刚度三维楔形体垂直入水的过程。研究发现不同刚度的三维楔形体分别入水的过程中,弹性结构入水砰击压力的峰值要小于刚性结构,弹性效应会一定程度减缓砰击的发生,为今后工程实践提供有价值的参考。 展开更多
关键词 波浪 三维楔形体 弹性体 入水砰击 动网格 流固耦合
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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:5
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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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欧洲海洋风电场对海洋生态的保护综述
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作者 刘葳兴 刘磊 +1 位作者 张之阳 纪仁玮 《环境与发展》 2022年第4期110-116,共7页
欧洲研究人员发现风力发电站在建设过程中会对环境产生负面影响,但在运营阶段,许多海洋生物在此栖息繁衍。本综述的结论是,在为底栖动物栖息地、底栖动物、鱼类和海洋哺乳动物创造庇护所方面,海上风电场至少可以与现有的海洋保护区一样... 欧洲研究人员发现风力发电站在建设过程中会对环境产生负面影响,但在运营阶段,许多海洋生物在此栖息繁衍。本综述的结论是,在为底栖动物栖息地、底栖动物、鱼类和海洋哺乳动物创造庇护所方面,海上风电场至少可以与现有的海洋保护区一样有效。这些生物在此地获得优势程度取决于风电场的位置和该地对渔业的限制。在某些条件下,风电场甚至可能是比普通海洋保护区更有效的保护手段。然而,海上风电场对几种海鸟会带来不利影响,主要是风电场占据了它们喜欢的觅食或越冬地。因此,并不是所有的风电场对海洋生态有积极影响。 展开更多
关键词 风电场 海洋保护区 海洋生物
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基于改进延迟分离涡方法的潮流能水轮机偏航水动力分析
16
作者 刘红藏 朱仁庆 +3 位作者 纪仁玮 黄斐 张玉全 窦朋 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期71-83,共13页
为探究偏航工况对潮流能水轮机水动力及尾流场特性的影响,将改进的延迟分离涡模拟与滑移网格相结合,建立了偏航条件下潮流能水轮机水动力特性的数值模型。用潮流能水轮机的水槽试验结果验证了该数值模型的计算精度,并对水轮机在-50°... 为探究偏航工况对潮流能水轮机水动力及尾流场特性的影响,将改进的延迟分离涡模拟与滑移网格相结合,建立了偏航条件下潮流能水轮机水动力特性的数值模型。用潮流能水轮机的水槽试验结果验证了该数值模型的计算精度,并对水轮机在-50°~50°偏航角时的水动力及尾流场特性进行研究。结果表明:(1)水轮机的平均功率系数和推力系数随偏航角的增大而快速减小,且瞬时功率系数和推力系数的波动幅值逐渐增大;(2)随着偏航角的增大,尾流场速度分布的不对称性更加显著,同时尾流场速度衰减逐渐加快;(3)水轮机在正偏航角和负偏航角下的结果并非完全对称,正偏航角时的功率系数比负偏航角时大,这可能是由于水轮机的旋转效应更有利于在正向偏航时获取能量。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 改进延迟分离涡方法 偏航角 水动力特性 尾流场
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液舱内气-液-固多相流晃荡运动数值模拟
17
作者 卢莉莉 朱仁庆 +3 位作者 方译彩 夏志平 窦朋 纪仁玮 《海洋工程》 2024年第6期21-30,共10页
应用多相流理论,建立了液舱内气-液-固多相流晃荡运动计算模型。其中气-液两相流体作为连续相,采用欧拉方法描述其运动,应用流体体积(VOF)法捕捉气-液交界面即自由液面运动;固体颗粒处理为离散相,由拉格朗日法描述其运动。应用计算流体... 应用多相流理论,建立了液舱内气-液-固多相流晃荡运动计算模型。其中气-液两相流体作为连续相,采用欧拉方法描述其运动,应用流体体积(VOF)法捕捉气-液交界面即自由液面运动;固体颗粒处理为离散相,由拉格朗日法描述其运动。应用计算流体力学-离散元(CFD-DEM)耦合方法,数值计算两相流体和固体颗粒的相互耦合运动。以气-水-冰颗粒多相流为例,借助STAR-CCM+软件平台,计算分析了舱内冰颗粒对液舱晃荡特性的影响。首先通过模拟经典案例单个球颗粒从空气落到水中的过程,验证了CFD-DEM方法的有效性。其次,对纯水液舱晃荡进行了数值模拟并与公开试验结果比较,验证了气-液两相流体晃荡数值方法可行性。然后通过对不同体积分数下气-水-冰颗粒多相流晃荡引起的舱壁压强及自由液面运动幅值的比较分析,研究了气-液-固多相流的晃荡特性。计算结果表明,随着冰颗粒体积分数的增加,液面波动幅值随之减小,说明浮动颗粒对液舱晃荡有明显的抑制作用。 展开更多
关键词 液舱晃荡 气-液-固多相流 VOF法 CFD-DEM耦合方法 数值模拟
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水平轴潮流能水轮机艏摇运动水动力性能分析 被引量:1
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作者 张玉全 赵梦晌 +3 位作者 郑源 纪仁玮 张智 臧伟 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1226-1232,共7页
为探究艏摇对漂浮式潮流能水轮机的影响,本文采用滑移网格模拟水轮机的艏摇和旋转运动,选用SST k-ω湍流模型对不同振幅和频率下的潮流能水轮机进行非定常模拟,在水槽试验中采用ADV测量固定式水轮机尾流场流速以验证数值模拟的准确性。... 为探究艏摇对漂浮式潮流能水轮机的影响,本文采用滑移网格模拟水轮机的艏摇和旋转运动,选用SST k-ω湍流模型对不同振幅和频率下的潮流能水轮机进行非定常模拟,在水槽试验中采用ADV测量固定式水轮机尾流场流速以验证数值模拟的准确性。研究结果表明:艏摇运动时,水轮机的水动力系数整体波动频率为艏摇频率的2倍,同时伴随着频率为叶频的高频脉动;随着艏摇振幅的增加,水轮机的平均水动力系数逐渐减小,而随着艏摇频率的增加,其平均水动力系数逐渐增大,但均小于无艏摇工况下的水动力系数;在艏摇振幅最大位置处,水轮机不同叶片的迎水面受到不同程度的水压载荷,随着振幅的增大,尾流场速度分布逐渐丢失对称性,且出现较为明显低速区摆动现象。 展开更多
关键词 潮流能水轮机 艏摇运动 水动力系数 叶片载荷
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