Assessing extreme loads on a tidal turbine using focused wave groups in energetic currents
Assessing extreme loads on a tidal turbine using focused wave groups in energetic currents
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使用高能流中的聚焦波群评估潮汐涡轮机的极端负载
DOI：
10.1016/j.renene.2018.12.075
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
8.7
通讯作者：
Draycott S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Draycott S
潮汐流涡轮机受到大的水动力载荷，包括由极端波浪引起的载荷。实验室中的缩尺模型试验在确保全尺寸潮汐涡轮机的设计和运行方式适合于波浪和潮流共存的恶劣海洋环境方面发挥着重要作用。首次在短持续时间聚焦波组中对全仪表化的潮汐涡轮机进行了试验，这些波组代表了能量潮汐站点预期的极端环境载荷情况。在本文中，随后的变化，转子为基础的负载，功率和叶片根部弯矩的报告。这些测量被发现强烈遵循的频谱和时间形式的聚焦波的条件下，峰值负载和功率输出被发现分别超过电流值的85%和200%。这些转子平均值显示出高水平的可重复性，证明了用于测试安装在海床上的潮汐涡轮机的聚焦波的适用性。通过快速获得的重复测试，捕获了取决于相对于波相位的角位置的极端叶片载荷。随后获得了新的见解，在极端海况下的潮汐涡轮机的负载和响应。
Tidal stream turbines are subject to large hydrodynamic loads, including those induced by extreme waves. Scale model testing in the laboratory plays an important role in ensuring that full scale tidal turbines are designed and operated in a manner that is appropriate for harsh ocean environments where waves and tidal currents coexist.For the first time, a fully-instrumented scaled tidal turbine is tested in short-duration focused wave groups representative of extreme environmental load cases expected at energetic tidal sites. In this paper, the subsequent variations in rotor-based loads, power and blade root bending moments are reported. These measurements are found to strongly follow the spectral and temporal form of the focused wave conditions, and peak loads and power output are found to exceed current-only values by 85% and 200% respectively. These rotor-averaged values display a high level of repeatability, demonstrating the suitability of focused waves for testing seabed-mounted tidal turbines. Extreme blade loads, which are dependent on angular position relative to wave phase, are captured through rapidly obtained repeat tests. New insight is subsequently gained into loading and response of tidal turbines in extreme sea conditions.
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