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摘要
针对无叶片风力机捕能柱的涡激摆动特性,构建捕能柱系统简化的质量-阻尼-弹簧振动模型,推导其固有频率与捕能效率的计算式,并结合k-ωSST湍流模型和动网格方法,建立捕能柱涡激摆动的仿真模型并进行验证,探究捕能柱质量比、系统阻尼比和固有频率对其涡激摆动特性与捕能效率的影响。结果表明:捕能柱涡激摆动最大摆幅与捕能效率均发生在频率比f*≈1即锁频之处;减小捕能柱质量比与系统阻尼比可增大无叶片风力机的捕能效率;当风速增大时可通过提高系统固有频率,以增大捕能柱的摆动幅度和捕能效率,且雷诺数越大则捕能柱的最大摆幅越大。
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