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潮流发电帆翼式柔性叶片水轮机实验研究 被引量：11
1
作者 王树杰 鹿兰帅 +3 位作者 李冬 单忠德 赵宏 张静 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2009年第1期83-89,共7页
潮流发电水轮机是海洋潮流能发电系统的核心组成部分。帆翼式柔性叶片水轮机是一种全新水流发电装置,叶片由柔性材料制成,在流体力作用下自动调节攻角,能充分利用流体的升力和阻力效应做功。以帆翼式柔性叶片水轮机获能系数为研究目标,... 潮流发电水轮机是海洋潮流能发电系统的核心组成部分。帆翼式柔性叶片水轮机是一种全新水流发电装置,叶片由柔性材料制成,在流体力作用下自动调节攻角,能充分利用流体的升力和阻力效应做功。以帆翼式柔性叶片水轮机获能系数为研究目标,采用因次分析法初步分析可能影响获能系数的因素,通过模型实验对叶片弧弦比、叶片边弦比、叶片密度与获能系数的关系进行研究。不同结构形式转子存在不同叶片弧弦比最佳值,叶片边弦比愈大,获能能力愈强;在一定范围内,叶片密度较小时,获能与起转能力强,转速波动性较大,适用于低流速工况;反之获能与起转能力弱,稳定性较好,电能质量较高,适用于高流速工况。最后提出优化方案,实验证实优化后水轮机在获能能力和发电能力上均有所提高。 展开更多
关键词 潮流能 水轮机 柔性叶片 获能系数
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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
2
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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柔性叶片水轮机数值模拟研究 被引量：6
3
作者 王树杰 赵龙武 +2 位作者 李冬 鹿兰帅 王超 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期281-287,共7页
分析柔性叶片结构和力学特性,建立了多节点动力学方程,提出了柔性叶片流固耦合的求解思路;结合实验研究,建立了3个转角位置的物理模型,采用UDF(User-Defined Function)控制动网格,实现不同转速下柔性叶片水轮机的数值模拟,研究了尖速比... 分析柔性叶片结构和力学特性,建立了多节点动力学方程,提出了柔性叶片流固耦合的求解思路;结合实验研究,建立了3个转角位置的物理模型,采用UDF(User-Defined Function)控制动网格,实现不同转速下柔性叶片水轮机的数值模拟,研究了尖速比、弧弦比等对柔性叶片水轮机水动力特性的影响,数值模拟结果与实验值吻合较好。 展开更多
关键词 水轮机 柔性叶片 动网格 获能系数 UDF
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基于实密度的卧式浪流轮机水槽实验研究分析 被引量：2
4
作者 王世明 任万超 +1 位作者 田卡 吕超 《海洋技术》 2015年第1期89-93,共5页
实密度是影响轮机获能特性的关键因素之一。文中以卧式轮机实密度为基变量,以其获能系数为主要考察点,对3种实密度卧式轮机进行水槽实验方案设计和水动力性能研究。实验分别对水流流速、轮机旋转角速度、主轴转矩以及功率进行测量,并对... 实密度是影响轮机获能特性的关键因素之一。文中以卧式轮机实密度为基变量,以其获能系数为主要考察点,对3种实密度卧式轮机进行水槽实验方案设计和水动力性能研究。实验分别对水流流速、轮机旋转角速度、主轴转矩以及功率进行测量,并对其对主轴的扭矩、轮机的获能系数以及叶片的旋转特性进行定量分析,最终证实了该卧式轮机的单一运行特性。通过绘制基于实密度的轮机转矩—转角曲线、获能系数—尖速比曲线和轮机功率—尖速比曲线,阐明了实密度影响卧式轮机获能水动力性能的规律,即其获能系数和发电功率都随着工况速比呈先增后降趋势。实密度较低轮机因浪流流失而获得能量小,但实密度过高轮机会导致叶片间湍流涌动,加速叶片失速特性而影响轮机获能。这为卧式浪流轮机结构优化提供了可靠依据和借鉴。 展开更多
关键词 实密度 获能系数 卧式轮机 海洋能
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湍流对潮流能发电水轮机性能影响数值仿真研究 被引量：1
5
作者 谭俊哲 王鹏 +2 位作者 袁鹏 王树杰 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6期113-118,125,共7页
潮流能发电水轮机的实际工作海域往往存在不同程度的湍流,而湍流会对潮流能发电水轮机的获能系数、轴向力系数和尾流场性能等产生影响。研究湍流对潮流能发电水轮机性能的影响规律,对于实海况下潮流能发电水轮机的性能预测、可靠性和安... 潮流能发电水轮机的实际工作海域往往存在不同程度的湍流,而湍流会对潮流能发电水轮机的获能系数、轴向力系数和尾流场性能等产生影响。研究湍流对潮流能发电水轮机性能的影响规律,对于实海况下潮流能发电水轮机的性能预测、可靠性和安全性的提高以及潮流能发电场多机组排布优化等具有一定的参考价值。通过对潮流能发电水轮机试验模型进行建模,并用CFD(Computational Fluid Dynamics)分析软件Fluent对处于不同湍流强度下的潮流能发电水轮机性能进行数值模拟,得到其获能系数、轴向力系数及尾流场特性。通过分析数值模拟结果,并与相关参考文献的试验结果进行对比。研究结果表明:湍流强度越大,水轮机获能系数和轴向力系数越小,尾流场速度恢复越快;水轮机后方尾流场纵向和横向影响区域更大。 展开更多
关键词 湍流强度 获能系数 轴向力系数 尾流场 多机组阵列
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滑动挡板堤式波浪发电装置水动力特性研究
6
作者 王海军 周欢 盛传明 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2190-2194,共5页
针对滑动挡板斜坡堤式波浪发电装置,通过模型试验和数值模拟,研究斜坡比对装置越浪量的影响以及水深、滑动挡板顶高程、泄流通道直径等对泄流通道内流速和能量转换的影响。研究结果表明,相同水深条件下,斜坡堤的最优斜坡比为2.0。相同... 针对滑动挡板斜坡堤式波浪发电装置,通过模型试验和数值模拟,研究斜坡比对装置越浪量的影响以及水深、滑动挡板顶高程、泄流通道直径等对泄流通道内流速和能量转换的影响。研究结果表明,相同水深条件下,斜坡堤的最优斜坡比为2.0。相同水深和斜坡比时,泄流通道内流速随滑动挡板顶高程的增大而减小。通过调整滑动挡板顶高程与水位的关系及优化流道内径,该发电装置在试验中的稳定获能系数可达到约8.0%。 展开更多
关键词 波浪能 挡板 泄量 斜坡比 流速 获能系数
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潮流能柔性叶片水轮机水动力学特性分析
7
作者 王树杰 李华军 +3 位作者 李冬 鹿兰帅 单忠德 赵龙武 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1187-1194,共8页
提出了一种新型海洋潮流能获取装置——潮流能柔性叶片水轮机。其叶片采用柔性材料,可适应流体发生形变,从而它能自动调节攻角,能充分利用流体的升力效应和阻力效应做功,具有独特的水动力学特性。以柔性叶片水轮机获能系数(C_p)为主要... 提出了一种新型海洋潮流能获取装置——潮流能柔性叶片水轮机。其叶片采用柔性材料,可适应流体发生形变,从而它能自动调节攻角,能充分利用流体的升力效应和阻力效应做功,具有独特的水动力学特性。以柔性叶片水轮机获能系数(C_p)为主要研究目标,通过水槽模型实验对其影响因素进行了研究。实验证实了该柔性叶片水轮机的独特水动力学特性,而且证明,叶片形状和水轮机结构形式是其性能的主要影响因素,并通过分析得到了具有较佳水动力学特性的水轮机的叶片形状和水轮机结构形式。 展开更多
关键词 潮流能 水轮机 柔性叶片 水动力学特性 获能系数
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半转叶轮水轮机偏航机构设计与优化
8
作者 刘聪 张旭成 +3 位作者 孙承坤 于晓峰 王孝义 张玉华 《能源工程》 2021年第6期23-30,共8页
半转叶轮水轮机是一种启动性好、获能效率高的新型升阻复合式垂直轴水轮机,针对来流方向直接影响水轮机获能系数的问题,需要设计一种偏航机构使得水轮机以最佳迎流角面向来流,从而保证水轮机始终处于最佳获能姿态。首先探究了偏航工况... 半转叶轮水轮机是一种启动性好、获能效率高的新型升阻复合式垂直轴水轮机,针对来流方向直接影响水轮机获能系数的问题,需要设计一种偏航机构使得水轮机以最佳迎流角面向来流,从而保证水轮机始终处于最佳获能姿态。首先探究了偏航工况对半转叶轮水轮机获能系数的影响规律,确定了尾翼式偏航机构的设计方案;通过偏航力矩比较,进一步确定了三角尾翼翼型。建立了偏航机构运动响应理论模型,通过数值模拟验证了该模型的正确性。采用遗传算法对尾翼式偏航机构的结构参数进行优化,使得其偏航响应时间缩短了27%,进一步提高了半转叶轮水轮机回正至最佳获能姿态的响应能力。研究结果可为半转叶轮水轮机整机系统设计提供理论指导和方法支撑。 展开更多
关键词 半转叶轮水轮机 获能系数 偏航机构 偏航响应
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