自由液面条件下水平轴水轮机流固耦合分析

作     者：黄瑞璋 王树齐 陆雨婷 陈思远 周效国 HUANG Ruizhang;WANG Shuqi;LU Yuting;CHEN Siyuan;ZHOU Xiaoguo

作者机构：江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212100 

基　　金：国家自然科学基金项目(51709137) 

出 版 物：《船舶工程》 (Ship Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第5期

页      码：145-150,168页

摘      要：潮流能水轮机一般安装在自由液面附近,导致水轮机的水动力特性受到自由面的影响。同时水轮机大型化后面临叶片的结构变形,进而影响水轮机的水动力性能。采用ANSYS软件中Fluent和Transient Structure模块,通过改变叶尖浸没水深,对水平轴水轮机在自由面条件下的流固耦合展开研究。结果表明:基于双向流固耦合计算得到的能量利用率比基于单向流固耦合的低,而轴向荷载系数比基于单向流固耦合的高;叶片在叶尖处变形较大,并在叶片与轮毂连接处有应力集中;水轮机能量利用率、轴向荷载系数和叶片最大变形随旋转角度发生周期性波动,且波动幅值随叶尖浸没水深的增加而减少。研究结果可为水轮机的叶片设计提供参考。

主 题 词：水平轴水轮机 能量利用率 轴向荷载系数 流固耦合 自由液面 

学科分类：08[工学] 0824[工学-林业工程类] 

D　O　I：10.13788/j.cnki.cbgc.2024.05.19

馆 藏 号：203128746...