Savonius型水轮机减流特性数值模拟研究

为了探讨S型水轮机在海洋养殖防护方面的应用,本文对其在尾流场中产生的减流效果进行研究。采用CFD数值计算方法,对S型水轮机的后方流场进行数值模拟,通过速度云图和矢量图研究,分析减流机理,总结速度场变化规律,并进一步研究S型水轮机在不同叶尖速比情况下的减流效果并制定减流特性评价标准。研究结果表明:启动后的S型水轮机拥有很好的减流效果,而且减流有效区域内速度场分布具有一定的规律性;叶尖速比对S型水轮机的减流效果影响很大,最佳工作叶尖速比范围为0.8~1.0,最大相对衰减长度15.6和速度衰减系数0.73在叶尖速比0.8和1.1时得到。

垂直轴阻力型Savonius水轮机发展现状

为了改善化石能源日益枯竭及其造成环境恶化的问题,Savonius型垂直轴水轮机作为一种洁净新能源发电装置得到广泛关注。结合国内外S型水轮机发展历程和现状,从介绍水轮机性能分析方法入手,对S型水轮机的基本参数和辅助机构进行分类和归纳,再解释并评述了不同条件下的性能影响机理和优缺点,并分析了参数和结构优化技术特点。指出通过改善S型水轮机的基本参数和增加辅助机构可有效提高水轮机的发电效率和稳定性,并对现阶段面临的问题以及未来的发展趋势进行总结和预测,旨在为提高S型水轮机发电效率的研究员和工程设计者提供参考。

新型浮式防波堤水动力性能数值研究

针对设计的新型双浮筒+Savinious型(S型)桨叶浮式防波堤的结构形式,基于势波理论和结构耦合水动力分析理论,利用面元积分和Newmark-β时间步进格式进行计算,研究其在线性规则波作用下的消波性能、运动响应和系泊张力响应,验证该结构的合理性。数值计算结果表明,阻尼修正后的防波堤纵摇运动响应合理,在波高H=1.5 m、波浪周期T=3 s下其消浪性能较为理想,透射系数达到0.65,同时系泊线张力呈周期响应并满足最大破断力的条件。此外,还研究了浮筒相对间距S 1/L,浮筒—桨叶相对间距S 2/L以及Savinious型桨叶高径比d/h三个无量纲关键几何参数对防波堤透射系数C t和系泊线时域张力响应的影响。计算结果表明,浮筒间距S 1越接近波长,防波堤消波性能越好,但迎浪侧张力响应幅值越大;随着浮筒—桨叶相对间距S 2/L由0趋近于1,其透射系数随之减小,但迎浪侧张力响应幅值基本保持不变;减小桨叶的高径比d/h可以提高防波堤消波性能的稳定性,但张力响应幅值随之增大。