横流涡轮叶片级受力、扭矩与俯仰力矩的实验辨识
流体动力学
2025-12-08 v2
摘要
横流涡轮的功率是旋转叶片发电量与旋转支撑结构损耗功率的净和。尽管涡轮级的总体受力与扭矩对最终应用十分重要，但它们可能会阻碍对流体-结构相互作用的深入理解。辨识叶片级受力与扭矩能够专门研究叶片上的流体作用力如何驱动旋转，并有助于叶片的结构设计。本文提出了一种基于物理的方法，用于从横流涡轮旋转轴处的实验测量中提取叶片级受力与扭矩，并展示了其与等效的仅叶片仿真结果的高度一致性。在此基础上，我们强调了常被忽视的俯仰力矩，它抵消了切向力带来的功率持续增长，并导致在空转状态下净功率为零。
引用
@article{arxiv.2503.02253,
title = {Experimental identification of blade-level forces, torque, and pitching moment for cross-flow turbines},
author = {Abigale Snortland and Katherine Van Ness and Jennifer A. Franck and Ari Athair and Owen Williams and Brian Polagye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.02253},
year = {2025}
}