摘要
浮式潮流能装置的水轮机会随着与之刚性连接的载体在波浪作用下发生六自由度运动。为了研究横摇和艏摇耦合运动对其影响,采用滑移网格技术实现无界均匀流环境下水轮机在不同频率下横摇艏摇同频同幅耦合运动的非定常模拟,在网格无关性验证的基础上,将数值模拟的结果与水槽试验中扭矩传感器测量值对比来验证数值模拟结果的准确性。结果表明:水轮机的能量利用系数和轴向载荷系数平均值相比于无摇时分别约减小0.035和增大0.02,瞬时值出现周期波动且波动规律与仅发生艏摇运动时基本一致,当耦合运动频率为2 rad/s时,能量利用系数和轴向载荷系数瞬时值的变化幅度分别约为8.6%和5.9%;叶轮正面和背面压力出现不均匀分布且在平衡位置处最为严重,尾流场低速区和高涡量区域出现明显摆动,近尾流区的速度恢复加快但远尾流区域速度恢复变慢。
- 单位