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作者:谭俊哲;郎咸鹏;袁鹏;司先才;杜修茂;
单位:中国海洋大学工程学院;中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室;中国海洋大学青岛市海洋可再生能源重点实验室;
摘要:针对海洋仪器自供电问题,本文提出一种带有紧凑型导流罩的小型潮流能水轮机。该水轮机旨在低流速下提高潮流能利用效率,具备制造方便、施工简单以及便携性良好等特点。为了深入研究导流罩的水动力性能,本文基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)方法,通过与公开发表的文献数据进行对比,验证了模型的精度和数值仿真方法的可靠性。在研究过程中,通过分析不同型式的导流罩,对导流罩的聚流效果进行仿真分析,选取了摆线型尾缘式导流罩作为优化方案。研究结果显示,加装导流罩可以使内部流场的流速提升约1.9倍,水轮机的最大获能系数提升约33%,水轮机叶尖与导流罩喉部之间的间隙为0.05D时获能系数达到最高。对导流罩尾缘形状参数进行研究发现,合适的尾缘高度以及尾缘倾角可以进一步增强导流罩对水轮机的获能效果。因此,本研究对小型潮流能水轮机的导流罩设计研究提供了思路和参考。
关键词:潮流能水轮机;;紧凑型导流罩;;计算流体动力学;;低流速;;水动力性能
基金资助:国家重点研究发展计划项目(2018YFB1501903);; 山东省重点研究发展计划项目(2019GGX103012)资助~~