机阵引流作用下风力机降风阻沙空间流场特性数值模拟

1

作者 陈松利 王柯震 甄琦 《内蒙古农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期66-73,共8页

荒漠区风力机在吸收风能生产电力的同时,具有阻挡沙尘保持生态稳定的作用。为了探究风电场机阵引流降风阻沙效应,需要了解风电场风力机“机阵”的空间流场特性,为此本文采用数值模拟的方法分析了单台风力机空间流场特性,同时,对串列、... 荒漠区风力机在吸收风能生产电力的同时,具有阻挡沙尘保持生态稳定的作用。为了探究风电场机阵引流降风阻沙效应,需要了解风电场风力机“机阵”的空间流场特性,为此本文采用数值模拟的方法分析了单台风力机空间流场特性,同时,对串列、并列风力机及串列、并列混合布局的风力机空间流场速度分布进行了研究。结果显示,减小并列风力机的间距可快速恢复风速;串列风力机其梯度对气流的收敛效果更突出,且对气流有一定的抬升作用;较串列、并列混合布局的等高风力机阵列,梯度风力机阵列能更好地抬升气流,其背面形成开阔的低速区,能有效降低地表风速,阻止沙砾启扬,实现降风治沙的目的。本研究可为风能利用与荒漠区防治协同发展的工程应用提供理论基础。 展开更多

关键词 荒漠区 风力机 机阵引流 尾流 数值模拟

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CFPSO运动抑制结构流载荷风洞试验与数值模拟

2

作者 张璇 郑文涛 +1 位作者 陈默 夏贤 《中国海洋平台》 2025年第3期58-63,100,共7页

以带运动抑制结构的圆筒型浮式生产储卸油装置(Cylindrical Floating Production Storage and Offloading,CFPSO)为研究对象,在低速风洞中对CFPSO流载荷进行测量。为获得均匀流并减少边界层的影响,采用距离地面一定高度的小地板。热线... 以带运动抑制结构的圆筒型浮式生产储卸油装置(Cylindrical Floating Production Storage and Offloading,CFPSO)为研究对象,在低速风洞中对CFPSO流载荷进行测量。为获得均匀流并减少边界层的影响,采用距离地面一定高度的小地板。热线测量结果表明,采用小地板能够获得更均匀的流剖面。通过风洞试验对4种不同型式的运动抑制结构流载荷进行测量,进一步采用数值模拟方法对不同型式运动抑制结构的尾流场进行分析。结果表明:运动抑制结构通过对尾涡的限制,减少能量损耗,实现减阻效果。研究结果可为运动抑制结构的设计提供一定的参考。 展开更多

关键词 圆筒型浮式生产储卸油装置 运动抑制结构 风洞试验 尾流场 流载荷

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波流作用下沙纹床面悬沙运动的高效数值模型

3

作者 周游 侯新妤 +1 位作者 施华斌 陈鑫 《力学学报》 北大核心 2025年第2期453-463,共11页

沙纹床面旋涡运动和泥沙输运对海岸地貌演变有着重要影响,但传统数值模型忽略了非线性波-流相互作用、泥沙相位差等重要因素.文章在保证精度的基础上降低计算成本,发展了一个高效的波流共同输运悬沙的数值模型,并探究了沙纹床面水动力... 沙纹床面旋涡运动和泥沙输运对海岸地貌演变有着重要影响,但传统数值模型忽略了非线性波-流相互作用、泥沙相位差等重要因素.文章在保证精度的基础上降低计算成本,发展了一个高效的波流共同输运悬沙的数值模型,并探究了沙纹床面水动力及悬沙运动规律.悬沙方程综合了惯性及尾涡对颗粒紊动扩散的相反作用;泥沙近底条件统合了非线性波的加速度-边界层非对称效应和波流相互作用,泥沙的相位差和质量守恒效应.本文用系列波流共同作用下的沙纹实验验证了模型适用性,进一步对比了恒定流、波浪往复流和波流共同作用的沙纹水动力和悬沙运动.结果表明,波浪的存在增加了紊流黏度,动量交换机制使得表观粗糙高度比实际粗糙高度大很多,从而改变了流的速度对数分布律.流的存在主要影响波峰以上波浪的水平流速,影响了对称往复流泥沙通量在正负半周期的对称性,从而产生净输沙.该高效数值模型可用于海域复杂波流动力条件下沙纹的数值计算,可为港口、海岸及近海工程的规划和建设提供科学指导. 展开更多

关键词 波流共同作用 涡动沙纹 相位差 惯性及尾涡 泥沙近底条件

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两端铰接的细长柔性圆柱体涡激振动响应特性数值研究 被引量：11

4

作者 高云 邹丽 宗智 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期9-20,共12页

目前细长柔性圆柱体涡激振动响应的研究方法主要包括实验方法、计算流体动力学方法以及半经验模型方法.鉴于实验方法研究成本较高、计算流体动力学方法计算时间较长,本文基于尾流振子模型对线性剪切来流下两端铰接的细长柔性圆柱体涡激... 目前细长柔性圆柱体涡激振动响应的研究方法主要包括实验方法、计算流体动力学方法以及半经验模型方法.鉴于实验方法研究成本较高、计算流体动力学方法计算时间较长,本文基于尾流振子模型对线性剪切来流下两端铰接的细长柔性圆柱体涡激振动响应特性进行了半经验模型方法研究.先建立了柔性圆柱体结构振子以及尾流振子之间的耦合模型,紧接着基于二阶精度中心差分格式对耦合模型先离散后迭代进行求解.对不同剪切参数下柔性圆柱体涡激振动响应的振动波长、振动频率、振动位移以及响应频率随时间的变化特性等参数进行了分析.分析结果表明:圆柱体的涡激振动响应由驻波和行波混合组成.当无量纲弯曲刚度较小时,在圆柱体两端附近,驻波占主导;而在圆柱体中间段附近,行波占主导.当无量纲弯曲刚度较大时,在圆柱体整个长度区间上均为驻波占主导.随着剪切参数的增大,振动位移以及振动波长均逐渐减小,而振动频率和频率带宽均逐渐增大. 展开更多

关键词 柔性圆柱体 涡激振动 线性剪切来流 尾流振子模型

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一种人工鱼礁的水动力学研究与建设效果评价 被引量：9

5

作者 姜少杰 刘海敌 +1 位作者 吴伟 王世明 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2017年第2期53-60,共8页

针对舟山群岛的海洋环境和渔业资源等情况,设计了一种正六棱柱式人工鱼礁用于改善当地的海洋生态和渔业资源。选用反映鱼礁通透性的ε值和反映鱼礁附着能力的η值两个参数对人工鱼礁的结构进行评价,通过比较发现所设计的正六棱柱式人工... 针对舟山群岛的海洋环境和渔业资源等情况,设计了一种正六棱柱式人工鱼礁用于改善当地的海洋生态和渔业资源。选用反映鱼礁通透性的ε值和反映鱼礁附着能力的η值两个参数对人工鱼礁的结构进行评价,通过比较发现所设计的正六棱柱式人工鱼礁在具有良好通透性的情况下还能够为海洋生物提供更大的附着面积,满足设计需求。使用Fluent软件对鱼礁进行CFD仿真,发现鱼礁迎流面前部上升流的最大高度随来流速度的增加而增加,鱼礁后方背涡流的长度约为鱼礁高度的9.3~9.6倍,表明其具有很好的水动力特性。为进一步验证鱼礁的水动力学性能,在相同尺寸、相同水域环境下对鱼礁模型设计了水槽实验,与仿真结果相互验证,证明了正六棱柱式人工鱼礁水动力性能的有效性。最后采用实地调查的方法对正六棱柱式鱼礁礁区与箱形鱼礁礁区进行建设效果的对比评价,发现两种鱼礁均能对各自所处的海洋环境起到增殖作用,正六棱柱人工礁区的平均生物密度大于对比礁区的生物密度,证明了其良好的水动力特性对增殖效果的有效性。 展开更多

关键词 人工鱼礁 上升流 背涡流 CFD仿真 水槽实验 效果评价

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金字塔型人工鱼礁绕流的三维CFD模拟研究 被引量：15

6

作者 何文荣 黄远东 +1 位作者 黄黎明 邓济通 《水资源与水工程学报》 2013年第5期71-76,共6页

采用CFD技术,仿真研究了5种不同来流速度(0.1、0.2、0.4、0.6和0.8 m/s)下金字塔型人工鱼礁(底面边长和高度均为3 m)的三维绕流场。定量获得了上升流最大高度、上升流最大速度、上升流平均速度以及背涡区尺度等流场效应参数;揭示了礁体... 采用CFD技术,仿真研究了5种不同来流速度(0.1、0.2、0.4、0.6和0.8 m/s)下金字塔型人工鱼礁(底面边长和高度均为3 m)的三维绕流场。定量获得了上升流最大高度、上升流最大速度、上升流平均速度以及背涡区尺度等流场效应参数;揭示了礁体周围涡量和压力的分布特征,并得到了水动力大小和阻力系数;对比分析了金字塔型鱼礁与方型鱼礁和三棱柱型鱼礁在上升流和背涡流特征量上的差别。 展开更多

关键词 金字塔型鱼礁 上升流 背涡区 分离点 涡量 阻力系数

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阶背车尾流结构的数值模拟分析 被引量：2

7

作者 刘成晔 谢金法 +1 位作者 袁传义 黄学勤 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第21期6897-6900,6914,共5页

尾流结构对高速行驶车辆的经济性、操纵稳定性和安全性存在直接影响。建立典型阶背车仿真模型,在计算区域内进行网格划分,为提高分析精度对模型尾部进行网格加密。采用计算精度和稳定性较高k-ε标准双方程模型,对流项采用三阶迎风格式离... 尾流结构对高速行驶车辆的经济性、操纵稳定性和安全性存在直接影响。建立典型阶背车仿真模型,在计算区域内进行网格划分,为提高分析精度对模型尾部进行网格加密。采用计算精度和稳定性较高k-ε标准双方程模型,对流项采用三阶迎风格式离散,压力速度耦合采用SIMPLE方法。对相同尺寸的实体缩尺模型进行风洞试验研究,结果表明:经过模型上表面气流在后视窗前缘发生分离,部分气流在后视窗与行李厢盖板之间的区域内形成回流,部分气流在行李厢盖上再附着并分离脱落;在压差作用下分离流与来自模型两侧的气流共同形成旋向相反的尾部涡流,随着距离的增加旋度逐渐减小,并在距模型尾部三倍车身长度附近涡流基本消失。 展开更多

关键词 阶背车 流场 尾流结构 涡流 数值分析

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三棱柱型人工鱼礁绕流流场的CFD分析 被引量：17

8

作者 黄远东 龙催 邓济通 《水资源与水工程学报》 2013年第1期1-4,共4页

基于CFD软件平台ANSYS FLUENT,模拟得到了5种不同来流速度(0.1、0.2、0.4、0.6和0.8 m/s)下三棱柱型人工鱼礁(各边长均为3 m)周围的三维水流场。通过速度场模拟结果分析,得到了上升流最大速度点位置、上升流最大高度、上升流最大速度、... 基于CFD软件平台ANSYS FLUENT,模拟得到了5种不同来流速度(0.1、0.2、0.4、0.6和0.8 m/s)下三棱柱型人工鱼礁(各边长均为3 m)周围的三维水流场。通过速度场模拟结果分析,得到了上升流最大速度点位置、上升流最大高度、上升流最大速度、上升流平均速度以及背涡区尺度等参数;分析了礁体周围的压力分布和背涡区的涡旋结构特征。此外,还初步揭示出三棱柱型人工鱼礁绕流与方型人工鱼礁绕流在流场效应上的异同点。 展开更多

关键词 三棱柱型人工鱼礁 剧烈分离 水流场 上升流 背涡区 数值仿真

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人工鱼礁开口比对流场效应影响的三维数值模拟研究 被引量：13

9

作者 黄远东 付登枫 何文荣 《水资源与水工程学报》 2014年第4期39-43,共5页

采用CFD技术,模拟得到了开口立方体人工鱼礁绕流的三维水流场。通过速度场模拟结果分析,揭示出了流场效应随开口比变化的规律:1上升流最大速度与来流速度的比、上升流平均速度与来流速度的比、以及上升流最大高度与礁体高度的比均随开... 采用CFD技术,模拟得到了开口立方体人工鱼礁绕流的三维水流场。通过速度场模拟结果分析,揭示出了流场效应随开口比变化的规律:1上升流最大速度与来流速度的比、上升流平均速度与来流速度的比、以及上升流最大高度与礁体高度的比均随开口比的增大而降低;2背涡区的尺度随开口比的增大而显著降低,当开口比为0.1和0.2时,在礁体背流面后端形成尺度较大而速度很小的尾涡区,而当开口比为0.5和0.6时背流面后端已无明显旋涡区。此外,模拟结果也揭示出上升流特性参数和速度场分布图案几乎不受来流速度大小的影响。 展开更多

关键词 立方体人工鱼礁 开口比 上升流 背涡 数值仿真

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永磁直驱风电机组的风电场动态等效方法 被引量：8

10

作者 李立成 叶林 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期204-210,共7页

针对风电场内不同机组处风速分布不均匀问题,提出了一种适用于永磁直驱变速机组风电场动态等效的多机表征方法。该方法根据机组位置进行聚类得到等效机组,结合尾流效应与自然风的空间分布特性计算等效机组轮毂高度处的风速,采用传递函... 针对风电场内不同机组处风速分布不均匀问题,提出了一种适用于永磁直驱变速机组风电场动态等效的多机表征方法。该方法根据机组位置进行聚类得到等效机组,结合尾流效应与自然风的空间分布特性计算等效机组轮毂高度处的风速,采用传递函数表征机组变速调节特性和电流控制电流源等效模拟双PWM背靠背变流器的控制特性,从而建立了大型风电场的多机动态模型。算例仿真表明,该模型能够反映风电场输出有功、无功和PCC点电压的动态特性。 展开更多

关键词 风力发电 风电场 机电暂态模型 尾流效应 传递函数 电流控制电流源

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台风Wayne过后南海北部陆架海域的近惯性振荡 被引量：16

11

作者 朱大勇 李立 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期1-7,共7页

1986年8月18日8616号台风维纳(Wayne)在南海中部生成,其后在南海北部迂回盘旋,前后3次穿越巴士海峡,9月4日在海南岛登陆。布放在海南岛东部陆架上的锚系浮标记录了台风中心过境前后风和近表层的海流响应。分析结果表明,台风中心过境造... 1986年8月18日8616号台风维纳(Wayne)在南海中部生成,其后在南海北部迂回盘旋,前后3次穿越巴士海峡,9月4日在海南岛登陆。布放在海南岛东部陆架上的锚系浮标记录了台风中心过境前后风和近表层的海流响应。分析结果表明,台风中心过境造成海水强烈的近惯性运动,其影响大约持续了6—8d,近惯性振荡的频率为0.029 2周.h-1(周期约34.2h),高出当地的惯性振荡频率(0.028cph)4.3%。带通滤波所提取的惯性运动特征显示,台风过境后惯性振荡逐渐衰减,惯性圆逐渐向西南方向偏移。根据这一个例,探讨了台风条件下近表层流速与风速的关系以及台风尾迹中近惯性流流速衰减过程的经验描述,可为近海海洋工程设计提供参考。 展开更多

关键词 南海 台风尾迹 近惯性振荡 台风流

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短波中标称伴流场特性分析 被引量：2

12

作者 郭春雨 刘恬 +1 位作者 赵庆新 郝浩浩 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期170-178,共9页

以KCS标准船型为研究对象,采用RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方法对KCS约束模型在规则短波航行下标称伴流场进行了数值计算,并针对标称伴流场在短波中时历周期性变化的规律和特性进行了分析.计算结果表明:短波顶浪下的轴向标... 以KCS标准船型为研究对象,采用RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方法对KCS约束模型在规则短波航行下标称伴流场进行了数值计算,并针对标称伴流场在短波中时历周期性变化的规律和特性进行了分析.计算结果表明:短波顶浪下的轴向标称伴流分数满足与入射波相似的周期性变化规律,单个波浪遭遇周期下的波浪伴流分数变化占比相对较小,但影响不可忽略;波浪伴流分数为负值时其主要原因为流体质点发生沿波浪传递方向的波漂移,其值近似为总平均流量;当波峰波谷位于螺旋桨盘面处时,轴向标称伴流场变化最为明显,且变化程度受波陡影响最大,而波长的减小对桨盘面下方区域的影响更为明显. 展开更多

关键词 标称伴流场 短波 伴流分数 波浪伴流场 质量迁移 数值计算

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水平轴潮流水轮机转轮尾流特性数值分析 被引量：6

13

作者 沈云 李龙 朱多彪 《水电能源科学》 北大核心 2013年第10期149-151,共3页

针对潮流水轮机转轮尾流对机组之间水力性能的干扰问题,利用CFD分析软件Fluent对单个水平轴潮流水轮机转轮模型和10倍转轮直径间距下的两台机组模型在额定流速条件下进行三维流场的数值模拟。结果表明,在水轮机转轮旋转平面内不同半径... 针对潮流水轮机转轮尾流对机组之间水力性能的干扰问题,利用CFD分析软件Fluent对单个水平轴潮流水轮机转轮模型和10倍转轮直径间距下的两台机组模型在额定流速条件下进行三维流场的数值模拟。结果表明,在水轮机转轮旋转平面内不同半径位置处的尾流流速恢复情况明显不同,离旋转轴线越远,尾流流速恢复越快,其流速亏损也越少;当水轮机组之间串列布置,且来流方向与旋转平面垂直情况下,下游机组运行受上游机组转轮的尾流影响较大,应尽量避免该布置方式。 展开更多

关键词 潮流水轮机 尾流流场 流速恢复 数值模拟

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海底地形对潮流能水轮机水动力学性能影响数值模拟研究 被引量：6

14

作者 谭俊哲 李仁军 +3 位作者 司先才 王树杰 梁兰健 袁鹏 《海洋技术学报》 2018年第1期94-101,共8页

为研究海底地形尾流对潮流能水轮机水动力学性能的影响,采用CFD方法,使用开源软件Code_saturne,选取具有代表性的二维梯形地形,对有无地形两种工况下的水轮机的性能分别进行数值模拟,得到不同尖速比的水轮机性能参数曲线。通过水槽试验... 为研究海底地形尾流对潮流能水轮机水动力学性能的影响,采用CFD方法,使用开源软件Code_saturne,选取具有代表性的二维梯形地形,对有无地形两种工况下的水轮机的性能分别进行数值模拟,得到不同尖速比的水轮机性能参数曲线。通过水槽试验与数值模拟结果对比,验证用CFD数值模拟直接求解含有地形流场中的水轮机各项性能参数的可靠性。利用数值模拟方法对梯形地形的尾流分布进行分析,进而研究海底地形尾流对水轮机性能的影响距离,为潮流能水轮机的微观选址提供一定参考。 展开更多

关键词 潮流能水轮机 CFD 数值模拟 海底地形尾流 潮流场微观选址

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轴流式水轮机导流罩与叶轮尾流流场仿真研究 被引量：7

15

作者 陈正寿 张国辉 +2 位作者 刘羽 赵陈 黄聪汉 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2016年第1期90-98,共9页

文中提出一种新型轴流、悬浮式潮流能水轮机结构,为提高其潮流能利用效率,采用CFD技术对水轮机外围流线型导流罩内流场与叶轮尾流场进行数值仿真研究。通过对比拟定的10种不同线型导流罩,发现收缩段和扩散段的进出口曲线前后连接点比例m... 文中提出一种新型轴流、悬浮式潮流能水轮机结构,为提高其潮流能利用效率,采用CFD技术对水轮机外围流线型导流罩内流场与叶轮尾流场进行数值仿真研究。通过对比拟定的10种不同线型导流罩,发现收缩段和扩散段的进出口曲线前后连接点比例mx为0.3的双三次曲线导流罩内流场更加稳定、均匀。为进一步研究导流罩的聚能作用与叶轮尾流场的速度分布情况,实施了有、无导流罩工况下水轮机的数值仿真,结果显示:距离叶轮下游边缘1.25D(D为叶片直径)以内的流场域流速有显著的改变,且加装双三次曲线0.3mx=线型导流罩,水轮机较敞水工况输出功率提高约29%。相关的拖曳水池模型试验验证了数值仿真方法的有效性。 展开更多

关键词 潮流能 轴流式水轮机 导流罩 尾流 CFD

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潮流能水轮机仿真及尾流场分析 被引量：1

16

作者 侯二虎 杜敏 王兵振 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2015年第5期118-124,共7页

为了研究潮流能水轮机尾流场的变化规律,本文在水平轴水轮机现有理论基础上,采用计算流体力学技术建立了数值模型,计算了水轮机的功率特性,进行了网格独立性验证,比较了模型中旋转区域不同对结果的影响。仿真结果与试验结果进行了对比分... 为了研究潮流能水轮机尾流场的变化规律,本文在水平轴水轮机现有理论基础上,采用计算流体力学技术建立了数值模型,计算了水轮机的功率特性,进行了网格独立性验证,比较了模型中旋转区域不同对结果的影响。仿真结果与试验结果进行了对比分析,验证了数值模型的有效性。研究了全工况下尾流场速度衰减随尖速比和距离变化的规律,结果显示在小尖速比下尾流场速度恢复情况相对大尖速比下较好;靠近水轮机轮毂中心线位置处,衰减相对较大。研究建议水轮机在同等功率表现下尽量选择在小尖速比下工作,水轮机组在实际排列时避免采用成列布置,水轮机设计阶段应综合考虑功率特性和尾流场衰减。本文研究内容可以为潮流能水轮机的研究以及阵列式应用提供参考。 展开更多

关键词 潮流能 水平轴 水轮机 数值仿真 尾流分析

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偏航工况下潮流能水轮机水动力特性 被引量：5

17

作者 张玉全 刘志强 +4 位作者 张继生 郑源 张智 臧伟 李岩伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期5925-5932,共8页

真实海域环境中,潮流能水轮机将会遇到主动或被动偏航运行的状况,水轮机在偏航工况下的水动力性能及尾流场特性均会发生较大变化,为充分探究其变化规律,该文首先开展潮流能水轮机非偏航计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD... 真实海域环境中,潮流能水轮机将会遇到主动或被动偏航运行的状况,水轮机在偏航工况下的水动力性能及尾流场特性均会发生较大变化,为充分探究其变化规律,该文首先开展潮流能水轮机非偏航计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟,并通过模型试验验证其准确性。随后,进行潮流能水轮机在0~45°偏航角度工况下的水动力性能及尾流场特性研究。结果表明:水轮机的功率及轴向推力载荷下降趋势均会随偏航角度的增加而加快,功率的瞬时波动要远大于轴向推力载荷波动;在0~45°范围内,余弦规则对于功率下降的预测效果比对轴向推力载荷下降的更好,但对两者均存在高估,并且预测偏差会随着偏航角度的增大而先增大后减小;偏航角大于30°后,尾流横向偏移距离不会随着偏航角的增加而继续变大,偏航尾流横向截面分布呈肾形分布,存在上下分布的反向旋涡对,最大速度亏损区域均位于肾形分布的上侧区域。研究结果对水轮机主动或被动偏航工况下的运行控制和阵列布置具有参考意义。 展开更多

关键词 潮流能 水轮机 偏航 水动力性能 余弦规则 尾流

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同透空率下多孔人工鱼礁流场效应的三维数值模拟研究 被引量：13

18

作者 庞运禧 李芳成 李尧 《水资源与水工程学报》 CSCD 2017年第2期133-141,共9页

通过计算流体动力学技术(CFD),分别模拟了非定常流作用下透空率为20%的箱型、梯形台、三棱体多孔空心单体鱼礁及组合鱼礁在6种来流速度、3种礁体布设工况下的人工鱼礁三维流场。模拟计算结果表明:水流遇到礁体迎流面抬升形成上升流,同... 通过计算流体动力学技术(CFD),分别模拟了非定常流作用下透空率为20%的箱型、梯形台、三棱体多孔空心单体鱼礁及组合鱼礁在6种来流速度、3种礁体布设工况下的人工鱼礁三维流场。模拟计算结果表明:水流遇到礁体迎流面抬升形成上升流,同种模拟工况下,同类型的多孔空心人工鱼礁以90°摆放时形成的上升流和背涡流规模强度达到最大,30°摆放时次之;单礁体情况下箱型鱼礁产生的流场效应更优。通过分析不同礁距下的九礁组合流场差异,上升流规模强度随着礁距的增加呈现出先增大后减小的趋势,1倍礁体距离下的鱼礁组合能产生更好的流场调控效应,并且箱型鱼礁组合和三棱体鱼礁组合的第一组礁体背面出现双涡旋现象,而梯形台鱼礁组合只存在一个涡旋,同种工况下,箱型鱼礁和三棱体鱼礁组合能更好地发挥鱼礁的集鱼、饵料效应和环境修复功能。 展开更多

关键词 人工鱼礁 鱼礁组合 数值模拟 上升流 背涡流

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圆柱镂空型人工鱼礁波流水动力特性数值模拟 被引量：6

19

作者 蒋为 赵云鹏 +2 位作者 毕春伟 崔勇 李娇 《渔业现代化》 北大核心 2017年第2期30-37,共8页

研究人工鱼礁在波流作用下的水动力特性,对于人工鱼礁的设计具有重要的意义。基于有限体积法,采用边界造波,利用自由表面捕捉法(VOF)捕捉自由水面,建立了可以分别模拟纯波、均匀流以及波流共同作用下人工鱼礁水动力特性的多功能三维数... 研究人工鱼礁在波流作用下的水动力特性,对于人工鱼礁的设计具有重要的意义。基于有限体积法,采用边界造波,利用自由表面捕捉法(VOF)捕捉自由水面,建立了可以分别模拟纯波、均匀流以及波流共同作用下人工鱼礁水动力特性的多功能三维数值波流水槽。基于该数值模型对不同波流工况作用下圆柱型镂空人工鱼礁水动力特性进行数值模拟,并与物理模型试验结果进行比较。结果显示,人工鱼礁数值模拟受力与模型试验结果吻合良好,人工鱼礁所受的波流力最大值随着波高、周期和水流流速的增大而增大;人工鱼礁处于波流场波峰正下方时,背涡流的面积随着水流流速的增大而增大,随着波高、周期增大而减小。对单独均匀流作用、单独波浪作用和波流联合作用下人工鱼礁的水动力特性对比研究表明,人工鱼礁所受的最大波流力比最大波浪力、水流力都大,波流联合作用下的流场效应最显著,在礁体的后部形成了较大规模的漩涡结构。 展开更多

关键词 人工鱼礁 波流力 背涡流 三维数值波流水槽

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真实地形对实尺寸潮流能水轮机影响研究 被引量：2

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作者 刘小栋 王懿铭 +3 位作者 冯博 钱鹏 司玉林 张大海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期2732-2740,共9页

在真实的流场下,海底地形会对潮流能水轮机的性能带来不可忽略的影响。以目前安装于舟山国家潮流能示范场的450kW水平轴水轮机为研究目标,以现场真实地形为基础,通过实测流场和水槽实验验证了计算流体动力学方法建立的水轮机模型。在此... 在真实的流场下,海底地形会对潮流能水轮机的性能带来不可忽略的影响。以目前安装于舟山国家潮流能示范场的450kW水平轴水轮机为研究目标,以现场真实地形为基础,通过实测流场和水槽实验验证了计算流体动力学方法建立的水轮机模型。在此基础上,对位于水底斜坡上的装置性能及尾流发展进行了考察。研究结果显示,在潮流上坡时,性能提升可达到20%;而在潮流下坡时,水轮机性能出现明显退化,效率衰减约10%,同时轴向负载增加超过5%。此外,水底地形将会显著影响水轮机的尾流发展,尾流会自发向水深更深的区域偏移;随着潮流流速的增加,尾流波及区域也会明显延长。 展开更多

关键词 潮流能水轮机 地形 水动力学性能 尾流 潮流能

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