潮流能水平轴水轮机流场分析

作     者：刘葳兴 刘磊 崔琳 李宁宇 张之阳 Liu Weixing;Liu Lei;Cui Lin;Li Ningyu;Zhang Zhiyang

作者机构：江苏海洋大学海洋工程学院连云港222005 国家海洋技术中心天津300112 哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室哈尔滨150001 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2023年第44卷第9期

页      面：468-475页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(52101356,52001138) 江苏省教育厅高等学校自然科学研究面上项目(21KJB580011) 江苏海洋大学研究生科研与实践创新计划(KYCX2021-023) 

主　　题：潮流能 致动盘 数值模拟 水平轴水轮机 尖端速度比 尾流场 

摘      要：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。