一种浮式潮流能水轮机载荷试验模拟方法
2018-01-10李广年
海洋技术学报 2017年6期
关键词:信号
李广年,韩 健
(1.宁波大学 海运学院,浙江 宁波 315211;2.上海振华重工(集团)股份有限公司,上海 200125)
试验技术是科学研究以及工程应用中一种必要的过程,新理论需要试验结果做支撑。随着计算机软硬件技术的进步,数值模拟也为工程应用及科学研究提供了有效的技术支持,但是数值模拟的发展也需要以试验结果作为验证。此外,限于目前的条件,数值技术还不能模拟很多复杂的工程问题。因此,无论是理论创新还是数值模拟的发展,都离不开模型试验技术。
浮式潮流能电站作为竖轴水轮机阵的载体漂浮在海洋中,同时受到浪流耦合力、水轮机转动产生的周期性载荷、锚(系)泊力的作用,整个过程极其复杂,无论是数值分析还是模型试验,完全模拟整个过程都是非常困难的。针对固定式海洋结构物开展物理模型试验时,其动载荷加载相对简单,而对浮基式海洋结构模型施加动载荷相对困难。浮式潮流能水轮机载体锚泊在海洋潮流中,以其为研究对象开展模型试验时,水轮机载荷的施加成为难点之一。
类比于海上漂浮风机模型试验,旋转机械载荷模拟方法大概有3类:(1)等缩尺比制作模型,使用循环水槽或者拖曳水池等试验装置模拟潮流场[1-4];(2)将水轮机、风机等效作为定常载荷[5];(3)将旋转机械作用效果等效为旋转的圆盘(带圆孔)[6-8]。通常所说的物理模型水动力性能试验需同时满足3个相似条件:几何相似、运动相似、动力相似[9-10]。浮式潮流能电站利用海流发电是非常复杂的流体力学行为,动力相似难以在实验室内实现;……
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