Magnus圆柱叶轮的水动力学特性及效率研究

发布时间：2024-05-12 07:23

　　我国海流能资源储量丰富,其中低流速海况的能量有极大的开发价值。Magnus圆柱叶轮可以产生较大的转动力矩且充分利用来流能量,以在低流速海流条件下发电,该文对Magnus圆柱叶轮的水动力学特性及效率进行研究。首先,利用PRO/E软件为平台对Magnus圆柱叶轮进行建模,使用Ansys中的MRF方法对模型中的旋转域进行计算;其次,对其受力情况和获能情况进行分析,得到Magnus叶轮的水动力学特性及效率。研究表明:相较于传统叶片,Magnus圆柱叶轮有更好的启动性能,圆柱自转会减小叶顶能量损失。该文为Magnus圆柱叶轮海流涡轮机的工程应用提供了一定的参考价值。

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【部分图文】：

图1Magnus效应原理图Fig.1MagnusSchematic

水动力学研究与进展A辑2019年第3期362引言目前，海流能作为一种绿色能源，因其能量密度高且无污染等特点成为了世界各国研究人员的研究热点[1-2]。我国海流能储量丰富，尤其沿海地区有较大的开发潜力和开发价值[3]。对于海流能获能装置，目前国内外的普遍认识是，对海流涡轮机的叶片优....

图3流域划分示意图Fig.3Schematicdiagramofwatersheddivision

程友良，等：Magnus圆柱叶轮的水动力学特性及效率研究363r2为圆柱绕水平轴旋转的半径，取r2=400mm。通过对圆柱自转和周转的初步模拟，得出2Ω2<Ω1时候自转圆柱产生的扭矩才能带动圆柱周转，所以取齿轮传动比为1：3，即Ω1=3Ω2。图2装置模型图Fig.2devicem....

图4局部网格图Fig.4Localgriddiagram

程友良，等：Magnus圆柱叶轮的水动力学特性及效率研究363r2为圆柱绕水平轴旋转的半径，取r2=400mm。通过对圆柱自转和周转的初步模拟，得出2Ω2<Ω1时候自转圆柱产生的扭矩才能带动圆柱周转，所以取齿轮传动比为1：3，即Ω1=3Ω2。图2装置模型图Fig.2devicem....

图5升力系数随自转速比的变化情况Fig.5Theliftcoefficientvarieswiththeself-rotationratio

水动力学研究与进展A辑2019年第3期364柱体有环量的流动而言，旋转圆柱将受到横向力的作用。对于圆柱的升力系数，根据库塔理论可以得出式（3）。2()2πlFVrV(3a)'2π12lLFrCVVA(3b)式中：Fl为单位圆柱体在垂直来流方向的横向受力；ρ为流体密度；Г为速度环量....

本文编号：3971049