Impulsively started planar actuator surfaces in high-Reynolds-number steady flow

2013

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1017/jfm.2013.427
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Abstract The characteristics of unbounded flow past an impulsively started planar energy extracting device, such as a wind or tidal turbine, are studied theoretically, numerically and experimentally. The initial thrust on an impulsively started device, which can be more than double the steady thrust, is an important consideration for design and safe operation. The energy sink is modelled here as an ‘actuator surface’ which imposes a uniform pressure discontinuity in the fluid proportional to the square of the fluid speed normal to the surface, the fluid density, and a dimensionless resistance coefficient. The flow past the actuator is studied theoretically for the case of weak resistance using an unsteady model which recovers steady linear momentum theory in the limit of long time. For the case of strong resistance the flow is studied numerically using the point vortex method. Experimental measurements of thrust on a mesh towed through static water are compared to the numerical results and show good agreement. The thrust on an impulsively started device is estimated, for a typical installation, to fall to within 10 % of the steady value within ∼1 min. The numerical model is also used to simulate the gradual startup of a device, yielding estimates of the time constant necessary in a control system in order to reduce peak thrusts in practice.