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J-GLOBAL ID：201702284112068680   整理番号：17A0972746

極低頭双方向潮汐タービン用ランナーの最適化

Optimization of the Runner for Extremely Low Head Bidirectional Tidal Bulb Turbine

著者 (6件)： LUO Yongyao (Tsinghua Univ., Beijing, CHN) ,  LIU Xin (Huaneng Clean Energy Res. Inst., Beijing, CHN) ,  WANG Zhengwei (Tsinghua Univ., Beijing, CHN) ,  XIAO Yexiang (Tsinghua Univ., Beijing, CHN) ,  HE Chenglian (China Water Resources Beifang Investigation, Design & Res. CO. LTD, Tianjin, CHN) ,  ZHANG Yiyang (China Water Resources Beifang Investigation, Design & Res. CO. LTD, Tianjin, CHN)
資料名： Energies (Web)  (Energies (Web))
巻： 10  号： 6  ページ： WEB ONLY  発行年： 2017年06月 
JST資料番号： U7016A  ISSN： 1996-1073  CODEN： ENERGA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本論文では,ANSYS Workbenchを使用して完成した双方向バルブタービンランナーの多目的最適化手順を紹介する。最適化手順では,手作業を少なくしてより多くの幾何形状をチェックすることができる。この手順では,初期ブレード形状がパラメータ化され,ブレードプロファイルの5つのセクションの入口角度と出口角度(β₁,β₂),開始ラップ角度と終了ラップ角度(θ₁,θ₂)が設計変数として選択され,最適化目標は,干潮および満潮タービンモードの全体効率の最大値を得るように設定される。流れ解析のために,SST(せん断応力輸送)k-ω乱流モデルを備えたANSYS CFXコードを使用してタービンの効率を評価した。設計パラメータと目的関数とを関連付ける効率的な応答曲面モデルが得られる。最適化戦略を用いて,モデルバルブタービンランナーを最適化した。最終的な設計と設計手順を検証するために,モデルテストを実施した。4羽根タービンの効率向上率は,干潮運転方向で5.5%,満潮運転方向で2.9%,3羽根タービンでは4.3%,4.5%であった。次に,最適な4羽根と3羽根のランナーを備えた試作タービンの羽根の圧力側と吸込側の圧力脈動を解析するために数値シミュレーションを実施した。この結果は,ランナーの回転周波数(f_n)が干潮および満潮タービンモードの羽根における圧力脈動の支配的な周波数であること,そしてロータ-ステータ相互作用(RSI)ではなく,重力効果が低頭水平軸流タービンにおいて重要な役割を果たすことを示している。ガイドベーンに面するブレード側の圧力脈動の振幅は,水頭ではほとんど変化しない。しかし,拡散管に面するブレード側の圧力脈動の振幅は,水頭部と共に直線的に増加する。これらの結果は,双方向バルブタービンの圧力振幅を低減するための貴重な洞察を提供する。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *潮汐エネルギー ,  *最適化 ,  *羽根車 ,  *翼 ,  プログラムパッケージ ,  応用プログラム ,  応答曲面法 ,  脈動 ,  圧力変動
準シソーラス用語： *ランナベーン ,  ANSYS ,  圧力脈動

分類 (4件)： 海洋エネルギー  (LB03050M) ,  波力発電,潮力発電  (NB03130B) ,  その他の機械要素  (QB01120F) ,  物体の周りの流れ  (BC02040N)

タイトルに関連する用語 (5件)： 双方向 ,  潮汐 ,  タービン ,  ランナー ,  最適化