本文選題：浮式垂直軸風(fēng)機 + 氣動力-水動力耦合　； 參考：《力學(xué)學(xué)報》2017年02期

【摘要】：考慮氣動力和水動力的耦合研究浮式垂直軸風(fēng)機系統(tǒng)的運動響應(yīng),將固定式垂直軸風(fēng)機的氣動載荷計算方法進一步推廣到海上浮式垂直軸風(fēng)機的氣動載荷計算.考慮阻尼力、波浪力、風(fēng)載荷、系泊力等,建立了浮式垂直軸風(fēng)機系統(tǒng)的縱蕩-垂蕩-縱搖運動方程.考慮動態(tài)失速和浮式基礎(chǔ)運動,基于雙致動盤多流管理論,推導(dǎo)了風(fēng)機葉片氣動載荷計算公式,編制了數(shù)值計算程序.以Sandia 17 m風(fēng)機為例,驗證了氣動載荷計算程序的正確性.最后進行了模型實驗,其中模型的風(fēng)機為Φ型達(dá)里厄垂直軸風(fēng)機,支撐基礎(chǔ)為桁架式Spar型浮式基礎(chǔ),將模型實驗結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果進行了對比,驗證了耦合計算程序.結(jié)果表明,數(shù)值計算得到的風(fēng)機系統(tǒng)的垂蕩、縱搖運動的RAO(幅值響應(yīng)算子)曲線與模型實驗結(jié)果吻合較好,驗證了耦合程序的正確性.然而,由于數(shù)值計算與模型實驗在運動自由度、阻尼、風(fēng)載荷等方面存在差別,數(shù)值計算結(jié)果與模型實驗結(jié)果仍有一定的差異.
[Abstract]:Considering the coupling of aerodynamic force and hydrodynamic force, the dynamic response of floating vertical shaft fan system is studied, and the aerodynamic load calculation method of fixed vertical shaft fan is further extended to the calculation of aerodynamic load of floating vertical shaft fan on the sea. Considering the damping force, wave force, wind load and mooring force, the equations of motion of floating vertical shaft fan system are established. Considering the dynamic stall and floating foundation motion, the calculation formula of aerodynamic load of fan blade is derived based on the theory of double actuated disk multi-flow tube, and the numerical calculation program is compiled. Taking Sandia 17 m fan as an example, the correctness of aerodynamic load calculation program is verified. Finally, the model experiment is carried out, in which the fan of the model is 桅 type Darieu vertical axis fan, and the supporting foundation is the Truss Spar floating foundation. The results of the model experiment are compared with the numerical results, and the coupled calculation program is verified. The results show that the rao (amplitude response operator) curves obtained by numerical calculation are in good agreement with the experimental results, and the correctness of the coupled program is verified. However, there are still some differences between numerical calculation and model experiment in terms of motion freedom, damping, wind load and so on.
【作者單位】： 天津大學(xué)水利工程仿真與安全國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51579176) 上海交通大學(xué)海洋工程重點試驗室開放基金(1501) 天津市自然科學(xué)基金(16JCYBJC21200)資助項目
【分類號】：TK83;P75

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本文編號：2039138