下载文档原格式
基于CFD模拟的海上风力发电风轮叶片气动性能分析海上风力发电是利用海上风能转化成电能的一种清洁能源技术。
风力发电的核心是风轮叶片，叶片的气动性能对于风力发电机组的效率和稳定性具有重要影响。
本文将基于CFD模拟对海上风力发电风轮叶片的气动性能进行分析。
首先，我们将介绍CFD模拟的基本原理和方法。
CFD全称为Computational Fluid Dynamics，是一种基于数值计算的流体力学模拟方法。
通过将流体分割成小的计算单元，利用基本流体动力学方程和边界条件，模拟流体流动的过程。
CFD 模拟可以准确地预测流体流动的速度、压力、温度等参数，对于工程问题的分析和设计具有重要意义。
接着，我们将介绍风轮叶片的基本结构和工作原理。
风轮叶片由材料制成，具有承载风能和转化风能为机械能的功能。
在风流中，风轮叶片受到风力的作用而转动，驱动轴连同发电机一起转动，将机械能转化为电能。
叶片的气动性能直接影响到风力发电机组的发电效率和运行的稳定性。
接下来，我们将详细介绍CFD模拟在风力发电叶片气动性能分析中的应用。
首先，我们需要建立叶片的几何模型，并设定模拟的计算域和边界条件。
然后，选择适当的数值方法和网格划分方法，对流体流动进行数值模拟。
在模拟过程中，需要考虑到空气流动的不可压缩性、湍流等非线性特性，确保模拟结果的准确性。
在模拟过程中，我们可以通过对叶片表面压力分布的分析，评估叶片的气动性能。
压力分布可以表征叶片上不同部位的气动力大小和方向，从而分析叶片的受力情况。
此外，通过模拟计算得到的叶轮机组风速和风向，可以对风力发电机组的发电效率和输出功率进行预测。
在分析叶片气动性能时，我们还可以通过CFD模拟来研究叶片的流动分离、涡脱落等现象。
流动分离是指流体在叶片表面分离成两个或多个方向不同的流动状态，会导致叶片的气动性能下降和振动增大。
通过模拟分析，可以优化叶片的形状和结构，减小流动分离的发生。
涡脱落是指流体在叶片后缘形成的涡旋脱离叶片，会导致气动力的损失和噪声的增加。
基于CFD模拟的水面船功率性能预报研究CFD模拟是一种基于计算流体动力学的数值模拟技术，可以用来研究船舶在不同水面运动条件下的性能表现。
本文将基于CFD模拟技术对水面船的功率性能进行预报研究，通过模拟船舶在不同速度和航向角下的流体力学特性，分析功率消耗与航速之间的关系，为船舶设计和性能优化提供参考。
首先，我们将选取一款常见的水面船作为研究对象，建立其在CFD软件中的数学模型。
通过对船体的几何形状、流体网格划分、流体动力学模型等参数进行设置，模拟船舶在静水中航行和转向的流体力学过程。
通过求解流体的动量方程和连续性方程，可以得到船舶在不同速度和航向角下的流速场、压力场和力学特性。
接着，我们将进一步分析船舶在不同运动条件下的功率性能。
通过计算船体受到的阻力、推进力和扭矩，可以确定船舶在不同速度和航向角下所需的推进功率和转向功率。
同时，我们还可以计算船舶在不同运动状态下的阻力系数、升阻比和转弯半径，以评估船舶的性能表现。
最后，我们将进行数据分析和结果展示。
通过绘制功率消耗与航速之间的曲线图和功率消耗与航向角之间的分析图，可以直观地展示船舶在不同条件下的功率性能特征。
同时，我们还可以比较不同设计方案或操作条件下的功率性能指标，为船舶设计和性能改进提供参考和依据。
本研究基于CFD模拟的水面船功率性能预报，可以为船舶设计和性能优化提供重要参考。
通过分析船舶在不同运动条件下的流体力学特性和功率消耗，可以为船舶设计者和船舶运营者提供有效的设计和操作建议，从而提高船舶的性能和效率，促进船舶工程领域的发展与创新。
风帆助航改装船主推进装置性能研究摘要：本文针对风帆助航改装船的主推进装置性能进行了研究，通过对相关文献的综述和分析，总结出风帆助航改装船主推进装置的性能特点和发展趋势。
本文采用文献调查和案例分析相结合的方法，对风帆助航改装船主推进装置的功率、效率、可靠性和维护性等方面进行了全面评估。
本文提出了风帆助航改装船主推进装置性能提升的建议，为相关领域的研究和实践提供了参考。
引言：随着全球能源价格的上涨和环保意识的提高，风帆助航改装船作为一种节能环保的运输工具，越来越受到人们的。
风帆助航改装船的主推进装置性能是影响其航行性能和经济效益的关键因素。
因此，对风帆助航改装船主推进装置性能进行研究，具有重要的现实意义和理论价值。
背景：风帆助航改装船是指将传统的货船或油轮等船只进行改装，使其能够利用风能进行助航的船只。
风帆助航改装船具有节能、环保、经济等优点，在国内外得到了广泛应用。
在风帆助航改装船的设计和改装过程中，主推进装置的选择和性能优化是关键环节之一。
主推进装置的功率、效率、可靠性和维护性等性能指标将对风帆助航改装船的航行性能和经济效益产生重要影响。
研究方法：本文采用文献调查和案例分析相结合的方法，对风帆助航改装船主推进装置的性能进行研究。
通过文献调查了解风帆助航改装船主推进装置的研究现状和发展趋势，整理和分析相关文献中的数据和案例。
然后，结合实际案例对风帆助航改装船主推进装置的性能进行深入分析，探究影响主推进装置性能的关键因素以及提升性能的途径。
结果与讨论：本文对风帆助航改装船主推进装置的功率、效率、可靠性和维护性等方面进行了评估。
评估结果表明，风帆助航改装船主推进装置的功率和效率较高，能够在不同的航速和风速条件下实现较好的航行性能。
但是，主推进装置的可靠性和维护性还有待提高。
在可靠性方面，部分主推进装置在长时间运行后容易出现故障，需要加强设备的耐久性和可靠性设计。
在维护性方面，部分主推进装置的维修和保养难度较大，需要完善设备的维护保养规范，提高维修人员的技能水平。
基于CFD技术的无人帆船控帆策略研究为使无人帆船高效地利用风能，开展了无人帆船控帆策略的研究。
首先采用Computational Fluid Dynamic （CFD）技术分析帆船的帆翼的气动特性；然后以帆翼推力性能最大进行优选，得到每一航向角所对应的最佳攻角，即为理论控帆策略；最后利用试验船进行湖试试验，验证了文章控帆策略的正确性和可行性。
标签：无人帆船；风能利用；控帆策略；计算流体动力学Abstract：In order to make use of wind energy efficiently，the control strategy of unmanned sailboat is studied. Firstly，the aerodynamic characteristics of sail wing are analyzed using Computational Fluid Dynamic （CFD）technology，and then the optimal angle of attack corresponding to each heading angle is obtained by optimizing the thrust performance of sail wing，which is the theoretical sail control strategy. Finally，a lake test is carried out using the test ship to verify the correctness and feasibility of the paper sail control strategy.Keywords：unmanned sailing vessel；wind energy utilization；sail control strategy；computational fluid dynamics无人帆船作为依靠风帆动力可自主航行的新型智能水上载运工具，在水体数据采集、水面巡逻、海洋勘探等方面应用前景广阔。
风帆助航船帆性能及节能效果的预报方法
陈顺怀;冯恩德
【期刊名称】《武汉交通科技大学学报》
【年(卷),期】1996(20)3
【摘要】介绍了利用系列矩形硬帆的试验资料预报设计帆的性能曲线、最大推力系数曲线及最佳操帆曲线的方法．同时介绍了利用概率分析的方法对风帆助航船节能效果进行预报，从而得到风帆收益的概率统计分布长期预报值．
【总页数】6页(P343-348)
【关键词】概率分布;风帆助航船;性能曲线;风帆;节能;预报
【作者】陈顺怀;冯恩德
【作者单位】武汉交通科技大学船舶及海洋工程系
【正文语种】中文
【中图分类】U674.926;U662.3
【相关文献】
1.风帆助航节能船的应用前景 [J], 孟维明;赵俊豪;黄连忠
2.2500吨风帆助航综合节能多用途货船 [J], 戴醒明
3.风帆助航节能船的应用前景分析 [J], 肖旻昊
4.风帆肋航船帆性能及节能效果的预报方法 [J], 陈顺怀;冯恩德
5.中国沿海推广风帆助航技术的节能效果分析 [J], 冯恩德;陈顺怀
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于CFD的圆弧型风帆气动优化黄连忠;林虹兆;马冉祺;林煜翔【摘要】在传统单圆弧型风帆的基础上,针对船用助航风帆的特点设计出一种新型双圆弧型风帆.采用FLUENT软件的SST模型,运用控制变量法对该双圆弧型帆的内拱拱度比和外拱拱度比进行气动力学的仿真优化,并基于最大推力系数选择其最佳参数.对优化后的模型进行风洞试验,得到的数据与仿真结果能较好地吻合.优化后的风帆的升力系数和最大推力系数较传统的单圆弧型风帆有大幅度的提高.【期刊名称】《中国航海》【年(卷),期】2016(039)002【总页数】5页(P101-105)【关键词】风力助航船舶;单圆弧型帆;双圆弧型帆;仿真优化;风洞试验【作者】黄连忠;林虹兆;马冉祺;林煜翔【作者单位】大连海事大学轮机工程学院,辽宁大连116026;中国船级社重庆分社,重庆401121;大连海事大学轮机工程学院,辽宁大连116026;德州大学奥斯汀分校环境流体力学实验室,美国德克萨斯州78741【正文语种】中文【中图分类】U664.31Abstract: A new kind of double-arched sail is proposed based on the traditional arched-sail. The aerodynamic characteristics with different inner and outer amber ratios are numerically optimized with FLUENT softwarebased on SST model by the method of controlling variables, and the optimal parameters are chosen based on the maximum thrust coefficient. Wind tunnel tests of the model are conducted. The results of lift coefficient and drag coefficient obtained by the numerical simulation coincide withthe wind tunnel tests data. The optimized double-arched sail is of much bigger lift coefficient and maximum thrust coefficient compared to traditional arched sails.Key words: sail-assisted ship; arched-sail; double-arched sail; simulation-based optimization; wind tunnel test以风能作为动力辅助船舶航行(即风帆助航) 是将新能源应用于船舶航运中的重要途径。
