垂直軸潮流水輪機(jī)水動(dòng)力性能與數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題的日益突出，人類必須尋找清潔的、可持續(xù)發(fā)展的能源道路。潮流能作為一種清潔的可再生能源，具有分布廣、儲(chǔ)量大、無(wú)污染等特點(diǎn)，受到了世界各國(guó)越來(lái)越多的重視。
　　 潮流水輪機(jī)是實(shí)現(xiàn)潮流能轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備。本文以垂直軸水輪機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其水動(dòng)力性能進(jìn)行了研究，分為理論分析和數(shù)值模擬兩大部分，采取數(shù)值模擬為主、理論分析為輔的研究方法。
　　 文中首先分析了葉片和水輪機(jī)的受力，闡述了水輪機(jī)水動(dòng)力性能計(jì)算的理論模

2、型，歸納了數(shù)值模擬的基本理論，重點(diǎn)討論了數(shù)值計(jì)算的模型和方法，提出了數(shù)值計(jì)算的求解步驟。然后，建立了NACA0018翼型在大空間中的物理模型，對(duì)其在不同工況條件下的流動(dòng)進(jìn)行了定常數(shù)值模擬，研究了翼型在不同攻角和不同流速下的繞流特征，揭示了翼型失速的機(jī)理。最后，分別建立了水輪機(jī)在水槽中的二維和三維物理模型，采用滑移網(wǎng)格技術(shù)對(duì)各自的流場(chǎng)進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬。在二維模擬中，研究了來(lái)流速度、葉片數(shù)、弦長(zhǎng)、半徑以及翼型等參數(shù)對(duì)水輪機(jī)水動(dòng)力性能的影