非對(duì)稱翼垂直軸潮流能水輪機(jī)水動(dòng)力性能研究.pdf

1、人類對(duì)能源需求的日益增大和環(huán)境的日益惡化，使新能源的發(fā)展利用越來(lái)越受關(guān)注。潮流能作為一種清潔可再生能源，具有儲(chǔ)量大、能量密度大、可預(yù)測(cè)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。垂直軸潮流能水輪機(jī)是潮流能開發(fā)時(shí)重要的能量捕獲及轉(zhuǎn)換裝置，其具有噪音小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不受來(lái)流方向變化的影響等優(yōu)點(diǎn)，但是垂直軸水輪機(jī)也具有能量提取效率不高、葉輪所受載荷波動(dòng)較大、自啟性能較差等缺點(diǎn)，為了改善垂直軸水輪機(jī)的這個(gè)不足，大量學(xué)者對(duì)其進(jìn)行分析和研究，本文創(chuàng)新地采用升阻比更高的非對(duì)稱翼型，經(jīng)

2、過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算后，分析不同參數(shù)對(duì)非對(duì)稱翼垂直軸水輪機(jī)性能的影響，并對(duì)其自啟性能進(jìn)行了研究。
　　首先，本文建立垂直軸水輪機(jī)的二維模型，并對(duì)水翼及葉輪進(jìn)行受力分析。然后，通過(guò)對(duì)非對(duì)稱翼垂直軸水輪機(jī)的數(shù)值模擬計(jì)算，研究不同參數(shù)對(duì)其水動(dòng)力性能的影響。結(jié)果表明:水輪機(jī)采用合適的非對(duì)稱翼可以獲得比采用對(duì)稱翼更好的水動(dòng)力性能，NACA2418能提高NACA0018在較低葉尖速比和較高葉尖速比區(qū)間的能量提取性能，能量提取系數(shù)值最高可提高30％，

3、同時(shí)采用非對(duì)稱翼能改善水輪機(jī)載荷的波動(dòng)，提高水輪機(jī)疲勞壽命;安裝角度采用-2°，安裝位置弦長(zhǎng)比采用0.7，水輪機(jī)能獲得較好的水動(dòng)力特性;葉尖速比不變的條件下，來(lái)流流速的增大能提高水輪機(jī)的能量提取系數(shù)，采用水流增速裝置（如導(dǎo)流罩等）能提高水輪機(jī)的能量提取性能。
　　最后，通過(guò)建立水輪機(jī)自啟過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)控制方程，并采用FLUENT軟件中的UDF函數(shù)對(duì)水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行迭代求解，實(shí)現(xiàn)了水輪機(jī)的自啟運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬計(jì)算，結(jié)果表明:水輪機(jī)