雙向潮流能水平軸水輪機翼型設(shè)計及性能分析.pdf

1、潮流能作為一種新的可再生能源研究熱點，具有能量密度大、噪聲小、可預(yù)測等特點，但現(xiàn)有的潮流能水輪機大多還僅能單向運行，造成了能源浪費。因此鑒于潮流能利用的實際情況，開發(fā)雙向潮流能水輪機勢在必行，其中可逆翼型則成為了問題的關(guān)鍵。本文以傳統(tǒng)的NACA翼型系列為基礎(chǔ)，對比分析了不同幾何因素對翼型性能的影響，得出了性能較優(yōu)的不同彎度的兩種翼型。采用反向?qū)臃▽赡嬉硇瓦M行設(shè)計，研究了其水力特性。并采用該可逆翼型對小型雙向潮流能水輪機進行設(shè)計，以驗

2、證可逆翼型設(shè)計方法的可行性。
　?。?）對二維翼型繞流的數(shù)值模擬方法進行了研究，對其計算過程中的各步驟選擇方式進行了探討。以NACA4412為算例，驗證了數(shù)值模擬方法的正確性。采用該方法分別對不同幾何因素下的4組翼型進行了數(shù)值模擬，詳細對比分析了各幾何因素對翼型性能的影響。
　?。?）選擇了性能較優(yōu)的兩款翼型。通過截取翼型頭部的不同長度的反向?qū)臃ǖ玫搅诵碌目赡嬉硇?，并對其進行了潮流能水輪機設(shè)計工況下的數(shù)值模擬。計算結(jié)果表明

3、新翼型的水力特性雖然有所降低，但由于其滿足雙向運行需求，因此實際上提升了運行效率。
　?。?）基于Wilson設(shè)計理論，應(yīng)用Matlab優(yōu)化工具箱中的fmincon函數(shù)，以最大能量利用系數(shù)為目標，考慮葉尖損失對葉片性能的影響，得到了葉片參數(shù)。運用CFX軟件模擬了其在不同流速下的功率，得到了能量利用系數(shù)隨來流速度的變化曲線，對比得出了性能較優(yōu)的葉輪模型，驗證了可逆翼型設(shè)計方法的可行性。
　　綜上，采用反向?qū)臃ㄔO(shè)計的可逆翼型可