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作者:马鹏磊;聂永鹏;王子贤;王志;刘贵杰;
单位:中国海洋大学工程学院;中国海洋大学海岸与海洋工程全国重点实验室;齐鲁工业大学山东省科学院海洋仪器仪表研究所;
摘要:针对振荡水翼运行过程中存在展向变形的问题,本文采用计算流体动力学方法,基于k-ω湍流模型在雷诺系数N_(Re)=150 000的模拟条件下利用用户自定义功能(User-defined function, UDF)控制展向变形的方式,研究了双支撑结构下不同展向变形程度对振荡水翼水动力性能的影响。通过主动控制水翼的展向变形,结合不同变形系数,开展振荡水翼流场模拟与水动力系数计算,同步分析翼面压力分布及涡脱落特征的演化规律。计算结果显示:展向变形影响了振荡水翼压力面展向涡流的脱落和吸力面涡流的形成,进而改变了沿水翼展向的压力分布;具有展向变形的振荡水翼能量提取效率相对于刚性水翼(α=0)降低2%~5.8%,且效率降幅随展向变形系数α的增加而增大;当α=1.5时,具有展向变形的振荡水翼功率系数较刚性水翼下降5.4%,这表明展向变形系数与捕能效能(功率系数)显著负相关。因此,工程应用中应通过选材等方式抑制水翼的展向变形,实现装置整体性能最优。
关键词:计算流体动力学;;双支撑结构;;振荡水翼;;展向变形;;水动力性能
基金资助:国家自然科学基金项目(52205293);; 山东省自然科学基金项目(ZR2021QE189);; 山东省泰山学者项目(tstp20231215)资助~~