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扭转式叶轮对阻力式管道水轮机的性能影响研究
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作者 蔡家铱 成思源 +1 位作者 何金翰 杨雪荣 《广东工业大学学报》 2025年第3期86-91,共6页
叶轮是水轮机的核心部件,叶轮的叶片形状对水轮机性能有着较大的影响。为提升管道式水轮机的发电性能,提出一种叶轮叶片扭转的阻力式管道水轮机,并采用数值模拟的方法,探究扭转角对叶轮性能参数的影响。研究结果表明:在叶尖速比为2以及... 叶轮是水轮机的核心部件,叶轮的叶片形状对水轮机性能有着较大的影响。为提升管道式水轮机的发电性能,提出一种叶轮叶片扭转的阻力式管道水轮机,并采用数值模拟的方法,探究扭转角对叶轮性能参数的影响。研究结果表明:在叶尖速比为2以及管道流速为1.5 m/s的情况下,在所分析的0°~45°九组叶轮中,静态力矩在27°之内都有不同程度的提升,而效率与输出功率会随扭转角度的增加有一定程度下降;扭转角为10°的叶轮能在保持水头损失、输出功率和效率略有降低的情况下,使静力矩提升22.37%。通过对叶轮扭转来增加叶轮的静态输出力矩可以提高叶轮的启动效率,研究结果可为阻力式管道水轮机的叶轮优化设计提供参考。 展开更多
关键词 阻力式水轮机 叶型优化 数值模拟 供水管道 水电开发
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管道内封闭式叶轮发电装置的数值模拟研究
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作者 陈志良 韩东 +1 位作者 杨先煌 乔旭楠 《节能技术》 2025年第4期359-363,共5页
Savonius叶轮是一种可以实现在管道中利用流体发电的机械,但传统的Savonius叶轮在工作时因其叶片边缘的形状容易造成流体能量损失并发出大量噪音,为了解决这一问题,本文提出了一种封闭式叶轮,将叶片边缘改变成完整的圆弧形来提高叶轮的... Savonius叶轮是一种可以实现在管道中利用流体发电的机械,但传统的Savonius叶轮在工作时因其叶片边缘的形状容易造成流体能量损失并发出大量噪音,为了解决这一问题,本文提出了一种封闭式叶轮,将叶片边缘改变成完整的圆弧形来提高叶轮的能量转化率。通过数值仿真的方法验证了封闭式叶轮能够使流体更贴合叶轮流动,提高能量转化率,同时模拟了不同迎流面积与进口流速对封闭式叶轮的影响,结果表明:迎流面积和进口流速的增大都会增大封闭式叶轮的稳定转速,当进口流速超过5 m/s后,封闭式叶轮对流体能量的转化率会下降。 展开更多
关键词 管道发电 Savonius叶轮 结构优化 数值模拟
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动静叶栅轴向间距对超低水头轴流式液力透平水力性能的影响
3
作者 苏明 赖兵 +4 位作者 叶开清 曾鹏升 岳添漆 陶兆勇 王家婧 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第8期131-137,共7页
超低水头轴流式液力透平作为一种专门用于超低水头水资源条件下发电的液力透平装置,其导叶与转轮轴向间距对其水力性能有重要影响。以某型号超低水头轴流式液力透平为研究对象,对不同轴向间距能量转换特性、内部流动特性以及涡结构等方... 超低水头轴流式液力透平作为一种专门用于超低水头水资源条件下发电的液力透平装置,其导叶与转轮轴向间距对其水力性能有重要影响。以某型号超低水头轴流式液力透平为研究对象,对不同轴向间距能量转换特性、内部流动特性以及涡结构等方面展开研究分析。结果表明:设计流量工况下导叶与转轮轴向间距对透平的水头、功率和效率影响均较小,偏工况时对透平效率影响较大。轴向间距为60.2 mm时,湍动能耗散较小,流道对通道涡和叶顶泄漏涡抑制效果较好。该研究内容为超低水头轴流式液力透平的设计和优化提供部分理论依据和参考。 展开更多
关键词 液力透平 轴向间距 能量转换 内流特性
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苏洼龙水电站水轮机效率与最优工况分析
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作者 马金兴 《四川水力发电》 2025年第5期30-34,共5页
以苏洼龙水电站四台机组为研究对象,分析不同负荷下的效率曲线、耗水率及机组振摆数据,确定各机组的高效运行区间与最优工况。研究结果表明:在负荷优化区间内,水轮机效率较低负荷工况可提升效率3%~4%,单机每日可多发电量高达29.64万kW&#... 以苏洼龙水电站四台机组为研究对象,分析不同负荷下的效率曲线、耗水率及机组振摆数据,确定各机组的高效运行区间与最优工况。研究结果表明:在负荷优化区间内,水轮机效率较低负荷工况可提升效率3%~4%,单机每日可多发电量高达29.64万kW·h。通过优先分配机组在最佳运行区间运行(1F、2F机组270 MW、3F机组260 MW、4F机组250 MW),可在同等水量下实现发电量最大化,并且机组振摆值稳定,机械损耗降低。基于研究结果,提出负荷分配优化策略,为水电站经济性与稳定性双提升提供理论依据。 展开更多
关键词 水轮机效率 最优工况 耗水率 经济效益
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高压机控制系统故障原因分析及处理措施
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作者 余江烨 徐方 《价值工程》 2025年第18期14-16,共3页
针对富春江水电站高压机控制系统改造后故障进行全面原因分析,详细介绍了原因分析的过程及故障处理措施。结果表示,本次处理取得了良好的效果,并产生了一定的安全及经济效益,同时为后续控制原理相近的系统及辅机设备改造提供借鉴与参考。
关键词 水轮机 高压机 模拟量 精度
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水轮机模式多级液力透平同径正反导叶水力性能研究
6
作者 王亚猛 陈金保 郑阳 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第2期186-191,共6页
针对按泵工况设计的多级泵式间导叶用于液力透平装置时不能满足转轮对水流环量要求的问题,结合水轮机设计理论和CFD数值仿真研究了泵式同径正反导叶关键结构参数对液力透平装置的水头损失、效率和工作水头等影响程度。结果表明:适当增... 针对按泵工况设计的多级泵式间导叶用于液力透平装置时不能满足转轮对水流环量要求的问题,结合水轮机设计理论和CFD数值仿真研究了泵式同径正反导叶关键结构参数对液力透平装置的水头损失、效率和工作水头等影响程度。结果表明:适当增大反导叶叶片进口边直径,隔板边缘倒圆角,级间导叶进口处内外壁倒圆角均能够减小级间导叶水头损失、提高液力透平工作效率;导叶线型及数量对其出口水流速度环量影响较大;增大包角或增多叶片数量可增强导叶对水流强迫作用,提高出口水流环量,但增加导叶水头损失。可为用于液力透平的同径正反导叶的设计提供参考。 展开更多
关键词 水轮机模式液力透平 级间导叶 同径正反导叶 CFD数值仿真
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柔性叶片水流发电模型实验研究 被引量:17
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作者 王树杰 李冬 +2 位作者 赵龙武 鹿兰帅 王超 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期362-366,共5页
提出一种新型海洋潮流能发电获能装置——柔性叶片水流发电装置,该装置不同于传统刚性叶片水轮机的最大特点为采用柔性材料制作叶片。制作几种不同形式的柔性叶片水流发电装置模型,在中国海洋大学教育部重点实验室大型风-浪-流水槽中进... 提出一种新型海洋潮流能发电获能装置——柔性叶片水流发电装置,该装置不同于传统刚性叶片水轮机的最大特点为采用柔性材料制作叶片。制作几种不同形式的柔性叶片水流发电装置模型,在中国海洋大学教育部重点实验室大型风-浪-流水槽中进行模型实验,对其水动力学特性进行验证,并进一步对柔性叶片安装方式、叶片的形状等与水流发电装置获能系数之间的关系进行了研究。研究结果表明,柔性叶片水流发电装置具有适合于海洋潮流能特点的水动力学性能,在海洋潮流能开发利用中具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 潮流能 水轮机 柔性叶片 水动力学性能
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波浪能发电装置叶轮轮毂半径FLUENT分析 被引量:2
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作者 王世明 张福曦 +1 位作者 胡庆松 仵悦 《山东大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2012年第2期64-69,共6页
采用FLUENT软件对波浪能发电装置中轴流式水轮机叶轮进行模拟计算,得出水叶轮在不同轮毂半径条件下受力、转矩等数据,并与试验结果进行比对,分析了轮毂半径对叶轮发电效率的具体影响,遴选出最合适的轮毂半径。研究结果表明本方法可提高... 采用FLUENT软件对波浪能发电装置中轴流式水轮机叶轮进行模拟计算,得出水叶轮在不同轮毂半径条件下受力、转矩等数据,并与试验结果进行比对,分析了轮毂半径对叶轮发电效率的具体影响,遴选出最合适的轮毂半径。研究结果表明本方法可提高叶轮优化效率,并证明了所提方案有效性,可为叶轮的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 波浪能 FLUENT 水叶轮 轮毂半径 浮标 发电
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基于FLUENT的轴流式波浪能发电装置叶片角度设计 被引量:4
9
作者 王世明 张福曦 胡庆松 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2011年第4期80-83,共4页
小型轴流式叶轮波浪能发电设备作为一种可行方案,减少了传统海上浮标维护的周期及成本.轴流式波浪能发电装置的叶片角度是关系到发电效率的核心问题之一,通过使用FLUENT软件对海上浮标的轴流式水轮机叶片安装夹角间的变化进行模拟计算,... 小型轴流式叶轮波浪能发电设备作为一种可行方案,减少了传统海上浮标维护的周期及成本.轴流式波浪能发电装置的叶片角度是关系到发电效率的核心问题之一,通过使用FLUENT软件对海上浮标的轴流式水轮机叶片安装夹角间的变化进行模拟计算,得出水叶轮在不同的安装角度情况下受力、转矩等数据,进而分析叶片安装角度对叶轮发电效率的具体影响.仿真结果为实际叶片的设计提供了指导. 展开更多
关键词 波浪能 浮标发电 FLUENT 水叶轮 叶片角度
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小型水电站水轮机改造研究与实践 被引量:3
10
作者 严利 熊朝坤 +1 位作者 余波 王辉 《中国农村水利水电》 北大核心 2010年第10期108-110,共3页
小型水轮机由于存在设计不合理、技术手段落后、机电设备陈旧老化和效率低等问题,具有改造的必要性。从小型水电站水轮机存在的主要问题出发,提出了水轮机改造的措施、改造的技术途径,以及在改造中应注意的问题。并由此指导工程实际,得... 小型水轮机由于存在设计不合理、技术手段落后、机电设备陈旧老化和效率低等问题,具有改造的必要性。从小型水电站水轮机存在的主要问题出发,提出了水轮机改造的措施、改造的技术途径,以及在改造中应注意的问题。并由此指导工程实际,得到了满意的结果。 展开更多
关键词 小型水电站 水轮机 数值试验
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一种提高Darrieus型海流能转换装置性能方法的研究 被引量:2
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作者 孙晓晶 黄典贵 吴国庆 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2040-2043,共4页
目前大多数海流能发电装置的设计可分为水平轴和垂直轴两类。起动性能差、能量利用率低是限制垂直轴海流能转换装直进行商业化应用的主要障碍。本文以Darricus型垂直轴海流能装置为例,通过数值模拟分析,对在其周边以一定角度添加竖直平... 目前大多数海流能发电装置的设计可分为水平轴和垂直轴两类。起动性能差、能量利用率低是限制垂直轴海流能转换装直进行商业化应用的主要障碍。本文以Darricus型垂直轴海流能装置为例,通过数值模拟分析,对在其周边以一定角度添加竖直平板来提高其性能的方法进行了研究。结果表明这些平板可以在装置前方形成一个导流加速的通道,从而可以有效地提高这类装置的能量转换率。同时由于造价低廉,使这种方法在实际工程中具有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 海流能 垂直轴转换装置 数值模拟 聚能板
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潮流能水轮机叶片实验原型快速制造方法研究 被引量:1
12
作者 李冬 王树杰 王超 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第21期2541-2544,共4页
提出了采用三维CAD、反求技术和快速原型(rapid prototyping,RP)技术快速制造海洋潮流能开发利用的获能装置——潮流能水轮机叶片原型的方法。应用该方法制作了实验模型进行实验,结果显示,对比已有铸造模型水轮机,采用快速成形方法制造... 提出了采用三维CAD、反求技术和快速原型(rapid prototyping,RP)技术快速制造海洋潮流能开发利用的获能装置——潮流能水轮机叶片原型的方法。应用该方法制作了实验模型进行实验,结果显示,对比已有铸造模型水轮机,采用快速成形方法制造的模型在结构强度、精度上都能满足实验要求,并且可以通过模型实验对该方法建立的不同翼型水轮机进行优化选型。 展开更多
关键词 快速成形 激光选区烧结 实验模型 潮流能水轮机
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基于数值试验的微型管道式涡轮机设计及性能预测 被引量:3
13
作者 熊朝坤 余波 李伟 《中国农村水利水电》 北大核心 2009年第2期130-132,共3页
管道式涡轮机在远距离输油、输水管道系统中具有实际应用价值,但由于其出力小,用处独特,尚未引起业界重视。结合管道式涡轮机的工作特性,在限制条件下采用一元理论和数值积分方法进行了涡轮机转轮的水力设计,利用UG软件对涡轮机转轮及... 管道式涡轮机在远距离输油、输水管道系统中具有实际应用价值,但由于其出力小,用处独特,尚未引起业界重视。结合管道式涡轮机的工作特性,在限制条件下采用一元理论和数值积分方法进行了涡轮机转轮的水力设计,利用UG软件对涡轮机转轮及流道建立了三维几何模型。在此基础上,通过CFD技术对其进行了内部流动分析、性能预测和效率估算,从而实现了微型管道式涡轮机的数值试验。经比较,给出了推荐方案。这是在流体机械研发中一个研究成本低、开发周期短的有效技术途径。 展开更多
关键词 涡轮机 水力设计 性能预测 数值试验
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基于响应面与遗传算法的液力透平叶轮优化设计 被引量:2
14
作者 花亦怀 黄宁 +2 位作者 李振林 苏清博 褚洁 《北京石油化工学院学报》 2018年第2期51-55,共5页
建立了基于试验设计、响应面近似和遗传算法优化的液力透平叶轮优化设计方法。通过ANSYS CFX数值模拟得到其外特性,原始模型数值计算结果与试验结果外特性吻合较好。以设计工况下的水力效率和扬程为目标函数,利用响应面方法(RSM)分别得... 建立了基于试验设计、响应面近似和遗传算法优化的液力透平叶轮优化设计方法。通过ANSYS CFX数值模拟得到其外特性,原始模型数值计算结果与试验结果外特性吻合较好。以设计工况下的水力效率和扬程为目标函数,利用响应面方法(RSM)分别得到设计参数与目标函数之间的显式表达式,采用NSGA-Ⅱ遗传算法得到最优叶轮参数组合。优化后水力模型效率提高3.2%。结果表明,响应面方法与NSGA-Ⅱ遗传算法相结合的优化方法适用于液力透平叶轮的优化设计。 展开更多
关键词 液力透平叶轮 响应面方法 NSGA-Ⅱ 液化天然气 ANSYS CFX
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新型工业修补剂在大型立式轴流泵站机组大修中的应用 被引量:2
15
作者 冯杰 周伟 +1 位作者 蔡磊 赵文军 《江苏水利》 2013年第1期30-31,共2页
使用可赛新TS系列工业用耐磨修补剂进行南水北调刘老涧站2#机组汽蚀部位磨损的修复,修补剂以金属碳化物及超硬陶瓷为骨材的耐磨复合材料,有效提高耐磨涂层与叶轮外壳基材的结合强度,并保持材料表面良好的耐磨性与抗汽蚀性能,具有强度高... 使用可赛新TS系列工业用耐磨修补剂进行南水北调刘老涧站2#机组汽蚀部位磨损的修复,修补剂以金属碳化物及超硬陶瓷为骨材的耐磨复合材料,有效提高耐磨涂层与叶轮外壳基材的结合强度,并保持材料表面良好的耐磨性与抗汽蚀性能,具有强度高、耐磨性好、施工操作简便以及投资少等优点。 展开更多
关键词 工业修补剂 轴流泵 机组大修 汽蚀修补 应用
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微型水轮机的选型设计 被引量:2
16
作者 李志鹏 《企业技术开发(下半月)》 2003年第4期55-55,56,共2页
文章从微型水轮机的选型所必需的资料、原则及计算等几个方面简述了微型水轮机的设计。
关键词 微型水轮机 选型 资料 原则
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翼型弦长和方位角对垂直轴水动力转轮启动性能的影响
17
作者 康灿 汪志远 +1 位作者 叶卫明 丁可金 《江苏大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2022年第5期554-561,共8页
针对H型水动力转轮启动力矩小、启动时间长的问题,运用计算流体动力学方法进行了模拟与分析.采用6DOF模拟转轮转速随作用力矩的变化过程,对转轮在不同初始角度条件下启动时的瞬态流场、角速度与输出力矩进行了对比与关联分析.结果表明,... 针对H型水动力转轮启动力矩小、启动时间长的问题,运用计算流体动力学方法进行了模拟与分析.采用6DOF模拟转轮转速随作用力矩的变化过程,对转轮在不同初始角度条件下启动时的瞬态流场、角速度与输出力矩进行了对比与关联分析.结果表明,直叶片垂直轴水动力转轮启动过程中,角速度与输出力矩的变化之间无显式相关性.在最小静力矩条件下启动时,转轮到达角速度和力矩峰值所需的时间较在最大静力矩条件下启动时间长.到达最大转轮旋转角速度时,各叶片内侧存在较大低压区,这一点不受启动角度变化的影响.当叶片包围区域内低速区面积大时,转轮的输出力矩较小.在最大静力矩条件下启动时,尾流区的完整性较强.在不同翼型弦长条件下,角速度经历了上升、下降、再到平稳振荡的过程.随着翼型弦长自0.16 m增大至0.24 m,转轮启动时间增加0.63 s,转轮旋转达到稳定后的平均角速度变小,但角速度波动幅度基本不变. 展开更多
关键词 H型水动力转轮 启动性能 初始角度 输出力矩 瞬态流场 启动时间
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卷盘式喷灌机水涡轮发展与研究现状 被引量:10
18
作者 汤玲迪 袁寿其 邱志鹏 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期963-968,共6页
为解决国产水涡轮效率低的问题,回顾了国内外卷盘式喷灌机的发展及研究历程和早期对水涡轮的研究,综述了近5 a国内研究人员围绕国产JP50和JP75这2种水涡轮所开展的外特性试验、CFD分析和改进措施等研究现状.概述了国外目前常见的冲击式... 为解决国产水涡轮效率低的问题,回顾了国内外卷盘式喷灌机的发展及研究历程和早期对水涡轮的研究,综述了近5 a国内研究人员围绕国产JP50和JP75这2种水涡轮所开展的外特性试验、CFD分析和改进措施等研究现状.概述了国外目前常见的冲击式和径流式2种水涡轮的结构类型,重点介绍了国内学者针对引进国外的进口为射流冲击式结构的水涡轮所开展的创新性研究,在试验和CFD模拟的基础上,发现这种结构水涡轮的内外特性比国产水涡轮有很大提高,并通过正交试验分析了各种参数对性能的影响,采用GA-BP优化算法进行了进一步优化设计,获得了一种优化的水涡轮模型,CFD分析和试验都证明,优化水涡轮的内外性能全面超过了国外水涡轮.最后,总结了水涡轮研究存在的不足,提出了今后对水涡轮研究的改进建议. 展开更多
关键词 卷盘式喷灌机 冲击式水涡轮 径流式水涡轮 内部流动 水力特性 优化设计
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基于FLUENT的管道小型发电系统水轮机的研究 被引量:8
19
作者 刘琪 常晓敏 窦银科 《水利水电技术》 北大核心 2020年第10期81-87,共7页
为了解决灌溉管道自动化监测系统的供电问题,设计了一种小型管道水力发电系统,利用管道内高速水流带动水轮机转动进行发电,并将电流存储于蓄电池中,以延长设备工作时间并减少更换电池所需的人工成本。根据传统水轮机叶片结构及管道水流... 为了解决灌溉管道自动化监测系统的供电问题,设计了一种小型管道水力发电系统,利用管道内高速水流带动水轮机转动进行发电,并将电流存储于蓄电池中,以延长设备工作时间并减少更换电池所需的人工成本。根据传统水轮机叶片结构及管道水流的特点,设计了在管径100 mm,流速1.5 m/s,管道压力200 kPa条件下运行的叶轮结构。利用SOLIDWORKS软件建立了同结构水轮机三维模型,更改水机叶片数量与转角并导入流体仿真软件FLUENT中采用动网格模型进行仿真实验。据此,计算不同结构下的叶轮转速,后利用此转速进行水轮机稳定运行计算,并进行性能预测与内部流场分析。通过计算对比,选取6叶片,转角53°的叶轮模型作为最优模型。此时,水轮机转速可达580 r/min,输出功率35 W,水头损失0.356 m,输出效率82.5%。研究结果表明,此类小型水力发电系统水轮机可利用管道水流提供能量,输出能量可满足小型管道自动监测系统的充电需求。 展开更多
关键词 小型水力发电系统 FLUENT 水轮机 性能预测
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潮流能水平轴水轮机流场分析 被引量:4
20
作者 刘葳兴 刘磊 +2 位作者 崔琳 李宁宇 张之阳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期468-475,共8页
用OpenFOAM开源软件对水平轴水轮机进行数值模拟,以推力T作为体积力附加源项均匀加载到制动盘模型(AD),进行求解计算。在尖端速度比(TSR)为5.5的条件下,对自由区、单台水轮机、水轮机阵列3种情况下的流场进行分析。结果显示:在来流上游... 用OpenFOAM开源软件对水平轴水轮机进行数值模拟,以推力T作为体积力附加源项均匀加载到制动盘模型(AD),进行求解计算。在尖端速度比(TSR)为5.5的条件下,对自由区、单台水轮机、水轮机阵列3种情况下的流场进行分析。结果显示:在来流上游时,三者流速曲线吻合,流速增长趋势一致。水流在AD前端时,AD会对其有阻力作用,导致流速大幅下降。在尾流处,在水轮机阵列上游中,并列两侧水轮机尾流与下游水轮机流场发生动能交换,使其尾流恢复速度大于单台水轮机尾流速度。然而,无论是单台水轮机还是水轮机阵列,它们轴线方向上的中部尾流恢复严重不足,这是由于尾流的干涉使得下游水轮机的来流速度不断减小,其可吸收转化的能量也减少,速度随之减小,尾流也无法恢复。 展开更多
关键词 潮流能 致动盘 数值模拟 水平轴水轮机 尖端速度比 尾流场
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