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海啸摇摆垂直轴风力涡轮机的时空变分多尺度等几何分析。 (英语) Zbl 1468.74079号

小结:我们介绍了垂直轴风力涡轮机(VAWT)的计算流分析,该风力涡轮机也被提议用作海啸避难所。除了三叶转子外,涡轮机的外围还有四个支撑柱。立柱支撑涡轮转子和护罩。风力涡轮机流动分析中遇到的计算挑战通常包括涡轮机几何结构的精确表示、多尺度非定常流动以及与转子运动相关的动边界流动。海啸振荡VAWT由于其相当高的几何复杂性,在几何结构如此复杂的情况下,在涡轮机几何表示和流动求解中实现高精度是一个额外的挑战。我们使用一种时空(ST)计算方法来应对这些挑战,该方法围绕核心集成了三种特殊的ST方法、ST变分多尺度(ST-VMS)方法以及网格生成和改进方法。这三种特殊方法是ST滑移界面(ST-SI)方法、ST等几何分析(ST-IGA)和ST/NUBS网格更新方法(STNMUM)。与标准离散化方法相比,集成方法的ST离散化特性提供了更高的精度。VMS特性解决了与非定常流多尺度特性相关的计算难题。ST框架的移动网格功能使叶片附近的高分辨率计算成为可能。ST-SI支持旋转转子的移动网格计算。覆盖转子的网格与转子一起旋转,旋转网格与其余网格之间的SI精确连接溶液的两侧。ST-IGA能够更准确地表示叶片和其他涡轮几何图形,并提高了流动解决方案的准确性。STNMUM可以精确表示网格旋转。通用NURBS网格生成方法使处理复杂的涡轮机几何体变得更容易。基于纤维增强超弹性和优化零应力状态的网格松弛方法提高了用该方法生成的网格质量。我们给出了2D和3D情况的计算。计算表明了我们的ST和网格生成及松弛方法在海啸避难VAWT流动分析中的有效性。

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74平方米 等几何方法在固体力学问题中的应用
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
76M99型 流体力学基本方法
65D17号 计算机辅助设计(曲线和曲面建模)

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