删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

基于VOF模型的浮式消波海流机性能优化

本站小编 Free考研考试/2022-02-12

王世明, 王家之, 田卡, 贾巧娇
上海海洋大学 工程学院, 上海 201306

摘要:
针对浮式消波海流机样机测试时出现的问题,对其吃水深度线和叶片安装角度进行优化。根据装置结构特点,用Gambit建立了装置横截面的二维网格模型。根据浮式消波海流机实际工作环境,利用Fluent流体仿真软件,使用VOF(volume of fluid)两相流模型,分配空气相与液态水相在流域中的不同比例,来确定不同的吃水深度线。并且结合k-epsilon紊流模型建立模拟仿真环境。先对3种水线进行仿真分析,然后进行实验验证。通过分析对比装置的3种不同吃水深度线的模拟与实验结果,得到装置的最优吃水深度线为1/3水线。基于最优吃水深度线,分别对叶片的4种安装角度在相同的仿真环境中进行模拟仿真。利用仿真得到的扭矩数据,计算扭矩系数、功率系数,分析对比仿真数据以及仿真过程中扭矩趋势图得出4种叶片安装角度的最优角度是90°。吃水深度线决定了装置的消波能力,并且为叶片获能提供条件,叶片安装角度直接影响着装置的获能效率,所以最优的吃水深度线和叶片安装角度对海流机的消波能力和获能效率具有重要意义。
关键词:浮式消波海流机网格模型VOF(volume of fluid)模型仿真环境吃水深度线安装角度
DOI:10.11759/hykx20190326002
分类号:V448.15+3
基金项目:国家自然科学基金项目(41976194)

Performance optimization of a floating wave-eliminating current machine based on the VOF model
WANG Shi-ming, WANG Jia-zhi, TIAN Ka, JIA Qiao-jiao
College of Engineering Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China
Abstract:
On the basis of the problems that occurred during testing of the floating wave-eliminating current machine prototype, the draft depth line and blade installation angle are optimized. Then, on the basis of the structural characteristics of the device, the two-dimensional mesh model of the cross section of the device is established using the Gambit meshing software. In the actual working environment of the floating wave-eliminating current machine, using the Fluent fluid simulation software, the volume of fluid (VOF) two-phase flow model is utilized to determine the distribution of the different ratios of the air and liquid water phases in the watershed to identify the different draft depth lines. Moreover, the simulation environment is established using the k-epsilon turbulence model. In this study, three waterlines are simulated and analyzed. Through the analysis of the simulation and experimental results of three different draft depth lines of the comparison device, the optimal draft depth line of the device is determined to be one third. On the basis of the optimal draft depth line, four installation angles of the blades are simulated in the same simulation environment. Using the torque data obtained by the simulation, the torque and power coefficients are calculated, the comparative simulation data are analyzed, and the torque trend graph of the simulation process is obtained to determine the optimal angle of the four blade installation angles. The draft depth line determines the wave-carrying capacity of the device and provides the conditions for the blade to be energized. The blade installation angle directly affects the energy-receiving efficiency of the device. Therefore, the optimal draft depth and blade installation angle denote the capability of the machine to eliminate the current. Moreover, the capacitance efficiency is of considerable significance.
Key words:floating wave-eliminating current machinemesh modelvolume of fluid (VOF) modelsimulation environmentdraft depth lineinstallation angle





PDF全文下载地址:

点我下载PDF
相关话题/环境 实验 数据 上海海洋大学 工程学院

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 杭州湾及其邻近海域表层沉积物的沉积环境分区及重金属污染特征分析
    柴小平1,魏娜1,任世军1,母清林1,胡序朋1,杜晓琴21.浙江省舟山海洋生态环境监测站,浙江舟山316021;2.浙江海洋大学,浙江舟山316000摘要:于2017年春季和2018年春季,分两个航次,在杭州湾及其邻近海域采集了表层沉积物样品,并对其粒度组成及重金属含量进行了测定。结果表明,研究区域 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 基于T/P和Jason-1/2卫星高度计海面高度数据获取南海同潮图的研究
    郑好1,2,李晓春1,2,王道胜1,2,蒋浩宇1,2,赵恩金1,21.中国地质大学(武汉)海洋学院,湖北武汉430074;2.中国地质大学深圳研究院,广东深圳518057摘要:随着卫星高度计资料的不断丰富,通过对卫星高度计所得潮汐调和常数进行插值或拟合得到潮汐同潮图成为可能。本文拟对T/P(TOPE ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 基于LZW的海底声学探测数据压缩方法研究
    晋松1,裴彦良2,3,4,阚光明2,3,4,吴爱平1,付青青11.长江大学电工电子国家级实验教学示范中心,湖北荆州434023;2.青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室,山东青岛266061;3.自然资源部第一海洋研究所,山东青岛266061;4.海洋沉积与环境地质自然资源部 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 海洋多道地震拖缆数据实时传输系统的设计与实现
    吴爱平1,2,祁红学3,2,熊晓东3,裴彦良4,5,2,阚光明4,5,2,连艳红61.长江大学电子信息学院,湖北荆州434023;2.青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室,山东青岛266061;3.长江大学电子信息学院,湖北荆州434023;4.自然资源部第一海洋研究所,山东 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 海洋湍流数据实时压缩方法研究
    周丽芹,葛安亮,王向东,李坤乾,宋大雷中国海洋大学工程学院,山东青岛266100摘要:海洋湍流因具有随机性特点,目前多采用统计学理论进行研究,因此需要获取大量的湍流观测数据,这给湍流观测设备的数据存储和传输带来挑战。针对上述问题,本文在分析海洋湍流数据特征的基础上,提出了一种高效实时的无损数据压缩方 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 曹妃甸围填海工程对近海环境的影响综述
    李东,侯西勇,张华1.中国科学院烟台海岸带研究所,山东烟台264003;2.中国科学院海洋研究所,山东青岛266071;3.中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室,山东烟台264003摘要:曹妃甸明显的区位优势、独特的地理特征、较强的资源支撑为其成为我国北方天然深水大港提供了必要条件。曹妃甸临 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • Argo浮标观测溶解氧数据的原理与质量控制
    刘烨,邢小罡自然资源部第二海洋研究所,浙江杭州310012摘要:Argo剖面浮标已成为海洋溶解氧观测数据的主要来源,截至2018年7月已在全球范围内获取了超过13万条溶解氧剖面,然而目前其数据的质量控制仍然存在不足。本文首先介绍了Argo浮标上携带的溶解氧传感器的测量原理、主要误差来源以及两种校正方 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 基于ECharts的FerryBox水文数据可视化研究
    刘斌1,2,唐诚1,郑向阳1,李艳芳1,张华11.中国科学院烟台海岸带研究所,山东烟台264003;2.中国科学院大学,北京100049摘要:为实现FerryBox数据真实、高效的可视化表达,针对该系统采集数据时数据空间和时间同时变化等特点,在全面分析了目前FerryBox数据可视化方案存在的不足的 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 海洋多道地震拖缆数据采集包设计
    周洋1,2,熊晓东1,裴彦良2,3,阚光明2,3,连艳红4,吴爱平11.长江大学电子信息学院,湖北荆州434020;2.青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室,山东青岛266061;3.自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室,山东青岛266061;4.西安虹 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12
  • 几种环境因子对皱纹盘鲍的胁迫作用及其阈值
    魏姗姗1,2,罗冬莲1,2,许翠娅1,2,杨妙峰1,2,郑盛华1,2,郑惠东1,2,陈月忠1,2,钱小明1,21.福建省水产研究所,福建省海洋生物增养殖与高值化利用重点实验室,福建厦门361013;2.福建省海洋生物资源开发利用协同创新中心,福建厦门361013摘要:针对福建等海域养殖皱纹盘鲍度夏死 ...
    本站小编 Free考研考试 2022-02-12