波浪作用下安装深度对水平轴潮流能水轮机水动力性能的影响研究

• 作者: 司先才 梁兰健 王树杰 袁鹏 谭俊哲 黎江
• 来源期刊: 海洋技术学报
• 关键词: 波浪 安装深度 数值模拟 模型试验
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 72-78
• 页数: 7页
• 分类号: P754.1|TK73
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-2029.2018.03.013

摘要

在海洋环境中,波浪等环境因素会使水轮机受到非均匀载荷作用,从而造成水轮机疲劳破坏.为了获得较高的获能效率,同时保证较大的疲劳寿命,需要合理布置水轮机位置.为此,利用计算流体动力学软件Fluent对波流相互作用下水轮机水动力性能进行数值模拟,得到不同安装深度下水轮机所受轴向力、扭矩、轴向力系数、获能系数等相关参数.利用3D打印技术制作水轮机模型,并在水槽中进行模型试验,验证了VOF造波方法对波浪作用下水平轴潮流能水轮机水动力性能分析的适用性.研究结果表明:波浪和安装深度对水轮机有很大影响,即在波浪作用下,水轮机水动力性能的瞬时值均发生周期性波动,且这种周期性波动均随着安装深度的增加而逐渐减小:虽然水轮机所受轴向力和扭矩的平均值受水轮机安装深度的影响很小,但是随着安装深度的增加两者均呈现出逐渐增大的趋势;此外,水轮机平均轴向力系数和功率系数随着安装深度的增加也呈现出逐渐增大的趋势.对不同安装深度下水轮机水动力性能的研究可以为水轮机载荷分析、叶片加工制造以及安装位置的选取提供一定的参考.