應(yīng)用PimpleDyMFoam的水平軸潮流能水輪機(jī)數(shù)值計(jì)算研究.pdf

1、本文應(yīng)用免費(fèi)的CFD計(jì)算軟件PimpleDyMFoam進(jìn)行了水平軸潮流能水輪機(jī)（以下簡稱水輪機(jī)）的數(shù)值模擬計(jì)算研究工作。水平軸潮流能水輪機(jī)具有密實(shí)度低、轉(zhuǎn)速慢的特點(diǎn)，目前對(duì)于水輪機(jī)的數(shù)值模擬計(jì)算國內(nèi)大多采用多參考系（Multiple Reference Frame，簡稱MRF）方法。使用該方法對(duì)低密實(shí)度、低轉(zhuǎn)速的水輪機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬研究時(shí)，由于大部分流體是直接流過水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)平面的，其計(jì)算結(jié)果有待考證。
　　PimpleDyMFoam

2、模型是開源CFD軟件OpenFOAM中的一種基于動(dòng)網(wǎng)格的不可壓非穩(wěn)態(tài)流體運(yùn)動(dòng)的求解器，PimpleDyMFoam模型是將計(jì)算域劃分為動(dòng)網(wǎng)格域和靜止網(wǎng)格域，在不同域界面處采用Arbitrary Mesh Interface（簡稱AMI）技術(shù)進(jìn)行通量的計(jì)算，以保證動(dòng)網(wǎng)格域和靜止網(wǎng)格域間界面上的通量守恒，適合進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)械的數(shù)值模擬分析工作。
　　本文首先進(jìn)行了PimpleDyMFoam模型的驗(yàn)證工作。選取轉(zhuǎn)速為2000rpm、7個(gè)動(dòng)葉和

3、12導(dǎo)葉的ERCOFTAC離心泵為驗(yàn)證算例。通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果和TurbDyMFoam模型結(jié)果的對(duì)比，對(duì)該模型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械數(shù)值模擬能力進(jìn)行評(píng)估。
　　然后，圍繞大連理工大學(xué)研制的千瓦級(jí)潮流能水輪機(jī)DUTTCT，應(yīng)用PimpleDyMF-oam模型進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。整理和分析了水輪機(jī)軸向截面和旋轉(zhuǎn)截面速度和壓力的分布和變化規(guī)律，同時(shí)研究了葉片表面的壓力分布規(guī)律，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果吻合較好。為潮流能水輪機(jī)的數(shù)值模擬研究提出了一種新