水轮机水动力效率性能优化方法研究

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ＨＥＹａｎｇ，ＬＩＵＹｏｕ—ｗｅｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈａｎｇｓｈａＨｕｎａｎ，４１００８２）
ｔｉｖｅｌｙｌｌａｅｖｉａｔｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｒｉｓｉｓｄｕｅｔｏｉｔｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅｂｅｌｏｎｇ —
第３４卷第２期
文章编号：１００６—９３４８（２０１７）０２— ０１５０— ０６
计
算
机
仿
真
２０１７年０２月
wenku.baidu.com
水轮机水动力效率性能优化方法研究
何杨。刘又文
（湖南大学机械与运载工程学院，湖南长沙４１００８２）摘要：针对水轮机叶片是水轮机获取潮流能的关键部件，为提高潮流能水轮机能量捕获效率为目标，由于叶片外形装置对水轮机捕能效率性能有影响。建立功率５０Ｗ的水轮机叶片模型，采用翼刀和翼尖小翼先进技术对水轮机叶片进行优化设计，并运用叶素一动量理论和数值仿真方法研究新型叶片对水轮机水动力效率性能进行仿真。结果计算表明了水轮机叶片基
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ａｓａｋｉｎｄｏｆｃｌｅａｎ，ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ—ｆｒｅｅ，ｒｉｃｈａｎｄｒｅｎｅｗａｂｌｅｏｃｅａｎｅｎｅｒｇｙ，ｔｈｅｔｉｄａｌｃｕｒｒｅｎｔｅｎｅｒｇｙｃａｎｅｆｆｅｃ —
本模型的正确性和可靠性。数值仿真结果表明翼刀装置和翼尖小翼装置均能改善水轮机的能量捕获效率，相比翼刀装置而
言，翼尖小翼装置更有利于提高水轮机能量捕获效率。关键词：潮流能；水轮机；计算流体力学；叶片；翼刀；翼尖小翼
中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ｂ
Ｎｕｍｅｉｒｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｗｉｎｇｆｅｎｃｅａｎｄｗｉｎｇｔｉｐｗｉｎｇｌｅｔｄｅｖｉｃｅｓｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｎｅｒｙｇｃａｐｔｕｒｅ
ｉｎｇｔｏｔｈｅｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｔｕｒｂｉｎｅｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｔｉｄｌａｃｕｒｒｅｎｔｅｎｅｒｙ，ｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅｓｈａｐｅｄｅ —
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ（ＣＦＤ）ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎｌａｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄｒｅｌｉｂｉａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｕｒｂｉｎｅｍｏｄｅ１．
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｈｏｔｄ
ｏｆｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｅｉｃｆｉｅｎｃｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｉｄａｌｔｕｒｂｉｎｅ