کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5017496 1466578 2017 14 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A numerical method for the determination of flow-induced damping in hydroelectric turbines
ترجمه فارسی عنوان
یک روش عددی برای تعیین سقوط ناشی از جریان در توربین های هیدرولیکی
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
برای برآورد خستگی ساختاری، پاسخ ارتعاشی به طیف واقع گرایانه تحریک و معکوس مربوط به آن اهمیت زیادی دارد. در این مقاله یک رویکرد برای اندازه گیری جریان دمایی از یک مایع نسبتا سنگین در تیغه توربین هیدرولیک ارتعاشی با استفاده از شبیه سازی های عددی ارائه شده است. در ابتدا، شکلهای حالت و فرکانس ساختار غوطه ور شده با استفاده از روش المان محدود با استفاده از تحلیل مودال بدست می آید. سپس حرکت متحرک متحرک مجاز بر روی مرز ساختاری شبیه سازی های جریان ناییر استوکس ناپایدار رینولدز تجویز می شود. در نهایت، دمیدن به عنوان کار عادی انجام شده توسط بار سیال حاصل از ساختار انجام می شود. اعتبار سنجی با مقایسه نتایج عددی با داده های تجربی موجود برای ارتعاش هیدرولیکی فولادی در جریان آب به دست می آید. برای این مورد، افزایش خطی در نسبت سیلندر با سرعت جریان در 10٪ از مقادیر تجربی تولید می شود. استفاده از این روش به یک تیوب توربو پروانه ی واقعی هیدروالکتریک باعث می شود که مقدار مایع مایعات حدود 15٪ از مهار بحرانی برای اولین حالت ارتعاش آن باشد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
یک روش عددی برای تعیین سقوط ناشی از جریان در توربین های هیدرولیکی
چکیده انگلیسی
To estimate structural fatigue, vibrational response to realistic spectrum of excitations and associated equivalent damping are of paramount importance. In this paper, an approach to quantify flow-induced damping of a relatively heavy fluid on a vibrating hydraulic turbine blade using numerical simulations is presented. First, mode shapes and frequencies of the immersed structure are obtained by modal analysis using the finite element method. Then, forced oscillatory modal motion is prescribed on the structural boundary of unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes flow simulations. Damping is finally computed as the normalized work done by the resulting fluid load on the structure. Validation is achieved by comparing the numerical results with available experimental data for a steel hydrofoil oscillating in flowing water. For this case, the linear increase in the damping ratio with the flow velocity is reproduced within 10% of the experimental values. Application of the method to an actual hydroelectric propeller turbine blade yields a fluid damping value of around 15% of critical damping for its first vibration mode.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Fluids and Structures - Volume 69, February 2017, Pages 341-354
نویسندگان
, , , ,