《表1 不同艏摇频率下波动范围极值表》

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《变偏角垂直轴水轮机艏摇运动水动力分析》

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不同频率下，载荷波动范围的最大值和最小值如表1所示，从表中可知，随着的艏摇频率的增加，推力系数和侧向力系数波动范围的上限值逐渐增加，而不限值逐渐减小；转矩系数波动范围上限值逐渐增加，而下限值基本不发生变化。这相当于随着频率的增加，水动力载荷波动加剧。就水轮机推力系数CFx而言，当艏摇频率为1.4 rad/s时，波动范围上限值达到水轮机仅旋转时的124%。原因是艏摇改变了水轮机旋转平面处的速度分布，相当于来流速度的大小和方向时刻发生变化，从而使水轮机载荷产生波动，随着艏摇频率的增加，在艏摇周期内来流速度变化范围增加，从而使载荷波动幅值增加。因此，在实际海洋环境中，当遭遇高频波浪时，水轮机载荷将发生高频率、高幅值波动，这对水轮机的电能输出的稳定性及结构安全可靠性来说是非常不利的。