摘要：文章建立了潮流能水轮机水动力性能数值计算模型,通过实验验证了利用该模型预测水轮机尾流的准确性,并利用该模型研究了潮流能水轮机在不同叶片数和不同叶尖速比条件下的能量和流动特性。研究结果表明:该数值计算模型在预测尾流速度亏损和湍流强度方面具有较好的精度,尤其在远尾流区,数值计算结果与实验结果保持一致;当叶尖速比(TSR)为4.5左右时,3叶片和4叶片的潮流能水轮机具有相对较高的获能系数,此结果对于水平轴潮流能水轮机的设计具有一定的指导意义。

摘要：基于舟山本岛南部附近海域的实测海况,研究使对转式水平轴潮流能水轮机(CRHATT)的功率系数C_(P)达到最大的最优转子间的距离L,以及叶片弦长C_(B)对减小CRHATT转子间的C_(P)差值的作用。在对9组CRHATT完成稳态数值模拟,并得到CRHATT的最优L与减小转子间C_(P)差值的最优C_(B)组合后,拟合舟山本岛南部28 h的潮流数据,得到潮流数据的2阶傅里叶级数拟合函数。使用UDF编程把拟合函数导入到流场环境中,对CRHATT进行5个周期拟合函数的数值模拟,以研究时域特性下的最优L和最优C_(B)组合的有效性。结果表明,在稳态和时域特性数值模拟下的最优L和最优C_(B)组合保持一致。综合分析两种数值模拟结果,在最优L和最优C_(B)组合下的CRHATT的C_(P)可达到0.565;转子间的C_(P)差值占CRHATT总C_(P)的百分比减小至6.95%;转子间的C_(P)差值随潮流变化的离散程度较小,证明CRHATT在时域特性环境中能稳定工作。

摘要：在开放海域运行的潮流能水轮机需要应对复杂多变的海洋环境,要有较好的刚度、强度和抗疲劳性能。这对水轮机结构,尤其是为其运行提供动力的叶片结构的设计提出了较高要求。文中建立了垂直轴潮流能水轮机叶片及流场的三维数值计算模型,基于ANSYS商业软件提供的CFX与瞬时结构模块的双向流固耦合分析功能,分析了叶片在不同流速下的流体力学性能,分析了流场的三维效应及其引起叶片升力损失的原因,研究了其结构的刚度和强度特性。还对比分析了使用铝合金和钢材作为水轮机叶片材料的优劣。

摘要：叶轮作为潮流能水轮机捕能的关键部件,其水动力性能以及结构性能会影响水轮机的捕能效果及其结构的安全性。本文以30 W的小型水平轴潮流能水轮机为例,分别基于单向流固耦合和双向流固耦合模型对在设计工况下的叶轮水动力性能与结构性能进行了稳态分析,对比研究了两种耦合模型所得到的叶轮捕能系数、叶轮表面压力分布等水动力性能和叶轮应力分布等结构性能,为进一步对叶轮结构优化提供参考依据。

摘要：为了探究水轮机叶片在流固耦合条件下的性能,文章以20 kW潮流能水平轴水轮机为例,采用k-ωSST湍流模型和滑移网格,基于ANSYS软件下的System coupling模块对其进行了实际工况下的双向流固耦合计算,分析了叶片结构变化对叶片水动力学性能的影响规律,研究了流固耦合条件下叶片的强度特性,通过与不考虑流固耦合条件的计算结果进行对比,发现双向流固耦合条件下的叶片获能效率和上、下表面压差会有所降低。研究得到的结论可为潮流能水轮机叶片的设计提供参考。

摘要：为了考察实际潮流场地形因素对实尺度水轮机影响，用数值模拟方法研究潮流场内部流动在海底地形作用下的变化规律，并探讨其对水平轴潮流能水轮机水动力学性能的影响。对安放水轮机位置处流速随水深的变化规律进行分析，讨论上游来流在底部地形和水轮机双重因素作用下的变化趋势；着重对比在不同工况下海底地形条件对水轮机水动力学性能的影响，并进一步分析真实潮流场中水轮机尾流的分布特性，为未来大尺度潮流能水轮机的设计优化及性能预测提供依据，并为复杂海况下潮流能水轮机水动力学研究提供一种思路和方法。

摘要：竖轴水轮机作为潮流能转换为电能的核心装置,其水动力性能的优劣将会直接影响到整体发电系统的效率。为了研究大型竖轴水轮机叶片安装角对水轮机水动力性能的影响,基于多参考系模型(MRF),采用Fluent软件对流场中的模型进行3D数值模拟。在转速和来流速度保持不变,改变安装角时,分析同种翼型5个不同安装角叶片对潮流能水轮机的水动力性能的影响。同时分析在同一安装角和旋转速度条件下,不同来流速度对水轮机水动力性能的影响。结果表明,叶片安装角对竖轴潮流水轮机的能量利用率影响较大,来流速度对水轮机叶片表面的静压力和输出功率具有一定的影响。研究结果对今后竖轴水轮机的设计和生产具有借鉴意义。

摘要：针对500 k W海洋能示范工程的工程目标,以50 k W潮流能水轮机为例,结合实际海域的海洋环境资源条件,采用座底式支撑结构,应用水动力学软件对整个装置在实际工况下所受的海洋环境载荷进行数值模拟,参照海洋结构物设计规范对装置进行稳定性校核。借助AWE技术,对支撑结构在环境载荷作用下的静态、动态响应和可靠性进行有限元分析,分析结果对指导座底式潮流能水轮机设计具有一定的参考价值。

摘要：中国潮流能储备量巨大但大部分地区流速较低,针对这一问题设计一款安装方便、自动对向的小型悬浮轮辋式潮流能水轮机。运用数值模拟方法,对不同前缘形状、尾部张角和长度比例的导流罩水动力学性能进行研究,分析悬浮轮辋式水轮机的诱导因子,得到1.5 m/s流速下的导流罩诱导因子达-0.8902,且a_(i)+a_(d)<0。通过比较,斜面前缘、45°尾部张角以及长度比例为7∶13廓形的导流罩具有良好的水动力学性能,可以增加潮流能水轮机的获能效率,为后续悬浮轮辋式水轮机的导流罩廓形设计和制造提供了依据。

摘要：叶片是潮流能水轮机叶轮的重要部件,水轮机在工作过程中受叶片的影响很大。文中采用有限元法研究了叶轮叶片的流固耦合特性,对叶轮叶片旋转流场和垂直水流场进行多工况计算,得出不同工况下叶轮叶片表面压力的分布情况。采用单向流固耦合的方法完成流体域和结构域两个物理场之间数据的传递,得出叶片变形及应力应变的变化情况。研究成果对潮流能叶轮叶片的结构优化设计有重要的参考意义。