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海洋水下设备试验与检测技术国家工程实验室 在OWC波能发电装置空气透平的数模研究方面取得进展

发布时间:2017-11-29 04:53 浏览次数:1694次 字号:


海洋水下设备试验与检测技术国家工程实验室

OWC波能发电装置空气透平的数模研究方面取得进展

刘臻1,2

 

随着计算机运行能力及计算流体力学(CFD)软件的提升,数值模拟技术逐渐成为研究振荡水柱波能发电装置空气透平气动性能的主要手段之一。但现有数模结果多采用定常数值计算,气流流速及透平转速均为定常值、预设值,因此在预测透平非定常性能时具有较大局限性。为攻克这一难题,海洋水下设备试验与检测技术国家工程实验室海洋能装备检测研发实验室博士研究生崔莹等同学在刘臻教授、史宏达教授的指导下,构建了冲击式透平的三维全瞬态数值模型,率先开展了透平被动驱动全过程的数值计算,在空气透平数模研究方面取得突破性进展。


冲击式透平的三维全瞬态数值模型实现了滑移网格模型与用户自定义函数(UDF)两项技术的完美结合,可以实时计算动叶片表面受力,并实时更新动叶片旋转速度、动叶片位置信息,从而实现透平从静止到被动驱动,最终进入稳定工作状态的全过程瞬态模拟。目前,实验室成员已经完成了冲击式透平非定常性能的部分数值计算,研究了不同动力输入、透平转动惯量、负载形式对透平非定常动力性能的影响。该部分成果已被中科院JCR分区工程技术大类二区期刊《Renewable Energy》(SCI IF: 4.357)接收。


论文链接: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148117310637



(b)一周期内三维压力云图(a)一周期内三维流线图

(c)不同正弦气流峰值下透平自启动角速度时程曲线

(d)不同转动惯量下透平自启动角速度时程曲线

 

 

1,中国海洋大学工程学院

2,海洋水下设备试验与检测技术国家工程实验室