双级串联水平轴海流能发电装置仿真研究
发布时间:2021-12-23 17:53
在当前全球倡导发展"低碳经济"和化石能源日益枯竭的大背景下,发展清洁的可再生能源是大势所趋,海流能具有源源不断,清洁高效的特点,如果能够妥善利用,可有效缓解能源紧缺的问题。利用仿真软件对比分析了所设计的双级串联水平轴海流能发电装置在有、无导流罩两种工况下的工作性能,验证了利用装置导流罩提高发电性能的可行性;随后,利用CFD计算方法对比分析单级、二、三级叶轮在不同转速下的水动力特性,验证了二级叶轮方案的可行性,得出最佳转速。
【文章来源】:计算机仿真. 2020,37(03)北大核心
【文章页数】:7 页
【部分图文】:
海流能发电装置的总体方案
在ICEM中建立海流能发电装置外部流域的几何模型,如图2所示,其中静止域是直径12m,长30m的圆柱体。如图2(a)所示,当该发电装置不加装导流罩时,旋转域为一直径1.5m,长3m的圆柱体,叶轮在该区域内与旋转域一同旋转,且该圆柱体外表面为静止域与旋转域的交界面(Interface);如图2(b)所示,当加装导流罩时,由于叶尖距导流罩内表面的间距仅有40mm,按上述方法很难满足MRF模型要求,因此将导流罩内部流场作为该旋转域,叶轮在旋转域内与导流罩一同旋转,为了符合实际工况,将导流罩设置为壁面(Wall),导流罩的出、入口设置为交界面(Interface),此时静止域与旋转域只有在导流罩出、入口产生联系。4 数值模拟结果分析
图3所示的是在叶轮转速为3rad/s时,两种工况下海流能发电装置叶轮迎流面与背流面压力分布云图,从图3(a)中可以看出在无导流罩工况下,叶轮迎流面与背流面的压差明显低于有导流罩工况下,且背流面压力分布不均匀;从图3(b)可以看出导流罩上的压力梯度较为明显,但由于导流罩的增速作用,冲击叶轮的流速大大增加,使得在叶片背流面易产生较大的负压,加大了空化的风险。图4 Ω=3rad/s时两种工况下速度流线对比图
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于贝兹曲线的风机运行状态监测模型的研究[J]. 娄建楼,陆恒,胥佳,王冲. 科技创新与应用. 2016(08)
[2]风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展[J]. 陈雪峰,李继猛,程航,李兵,何正嘉. 机械工程学报. 2011(09)
[3]海洋可再生能源技术发展现状及对策建议[J]. 高艳波,柴玉萍,李慧清,陈绍艳. 可再生能源. 2011(02)
[4]海流能利用技术研究进展与展望[J]. 刘美琴,仲颖,郑源,赵振宙. 可再生能源. 2009(05)
[5]基于Bzéier曲线的新型叶片造型技术研究[J]. 黄萍,安利平. 燃气涡轮试验与研究. 2008(02)
本文编号:3548920
【文章来源】:计算机仿真. 2020,37(03)北大核心
【文章页数】:7 页
【部分图文】:
海流能发电装置的总体方案
在ICEM中建立海流能发电装置外部流域的几何模型,如图2所示,其中静止域是直径12m,长30m的圆柱体。如图2(a)所示,当该发电装置不加装导流罩时,旋转域为一直径1.5m,长3m的圆柱体,叶轮在该区域内与旋转域一同旋转,且该圆柱体外表面为静止域与旋转域的交界面(Interface);如图2(b)所示,当加装导流罩时,由于叶尖距导流罩内表面的间距仅有40mm,按上述方法很难满足MRF模型要求,因此将导流罩内部流场作为该旋转域,叶轮在旋转域内与导流罩一同旋转,为了符合实际工况,将导流罩设置为壁面(Wall),导流罩的出、入口设置为交界面(Interface),此时静止域与旋转域只有在导流罩出、入口产生联系。4 数值模拟结果分析
图3所示的是在叶轮转速为3rad/s时,两种工况下海流能发电装置叶轮迎流面与背流面压力分布云图,从图3(a)中可以看出在无导流罩工况下,叶轮迎流面与背流面的压差明显低于有导流罩工况下,且背流面压力分布不均匀;从图3(b)可以看出导流罩上的压力梯度较为明显,但由于导流罩的增速作用,冲击叶轮的流速大大增加,使得在叶片背流面易产生较大的负压,加大了空化的风险。图4 Ω=3rad/s时两种工况下速度流线对比图
【参考文献】:
期刊论文
[1]基于贝兹曲线的风机运行状态监测模型的研究[J]. 娄建楼,陆恒,胥佳,王冲. 科技创新与应用. 2016(08)
[2]风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展[J]. 陈雪峰,李继猛,程航,李兵,何正嘉. 机械工程学报. 2011(09)
[3]海洋可再生能源技术发展现状及对策建议[J]. 高艳波,柴玉萍,李慧清,陈绍艳. 可再生能源. 2011(02)
[4]海流能利用技术研究进展与展望[J]. 刘美琴,仲颖,郑源,赵振宙. 可再生能源. 2009(05)
[5]基于Bzéier曲线的新型叶片造型技术研究[J]. 黄萍,安利平. 燃气涡轮试验与研究. 2008(02)
本文编号:3548920
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3548920.html