| 受迫横摇运动浮式立轴叶轮的水动力性能分析 |
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| 引用本文： | 张万超,王凯,王树齐,国威.受迫横摇运动浮式立轴叶轮的水动力性能分析[J].华中科技大学学报(自然科学版),2018(8). |
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| 作者姓名： | 张万超 王凯 王树齐 国威 |
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| 作者单位： | 江苏科技大学船舶与海洋工程学院;武汉第二船舶设计研究中心;中国舰船研究中心流体力学国家重点实验室 |
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| 摘 要： | 将浮式垂直轴叶轮在波浪中运动的水动力学问题简化为其在均匀流中受到强迫摇荡运动.通过二次开发ANSYS-CFX软件建立了这种强迫摇荡的水动力学模型,计算了垂直轴叶轮绕自身主轴旋转的同时发生单自由度受迫横摇运动时的水动力性能,分析了不同受迫横摇运动频率对叶轮推力和侧向力的影响,通过对计算的推力和侧向力进行傅里叶级数展开并进行最小二乘法拟合,得到了与水轮机受迫横摇运动速度和加速度相关的阻尼和附加质量傅里叶级数系数.计算结果表明:受迫横摇运动下的叶轮效率、推力和侧向力曲线的上下包络线明显按照横摇频率发生周期性波动;随着横摇频率的增加,推力和侧向力系数包络线波动幅值会随之增大,但平均值几乎不变;不同横摇频率下,在推力中阻尼项有较大的占比,而在侧向力中阻尼力和附加质量力几乎相当.浮式立轴叶轮在波流作用下的摇荡运动对潮流能装置的结构强度和疲劳特性有很大影响.研究结果对波流作用下的浮式潮流能装置水动力特性的研究有较大的工程和学术意义.
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