潮流能水轮机仿真及尾流场分析

为了研究潮流能水轮机尾流场的变化规律，本文在水平轴水轮机现有理论基础上，采用计算流体力学技术建立了数值模型，计算了水轮机的功率特性，进行了网格独立性验证，比较了模型中旋转区域不同对结果的影响。仿真结果与试验结果进行了对比分析，验证了数值模型的有效性。研究了全工况下尾流场速度衰减随尖速比和距离变化的规律，结果显示在小尖速比下尾流场速度恢复情况相对大尖速比下较好；靠近水轮机轮毂中心线位置处，衰减相对较大。研究建议水轮机在同等功率表现下尽量选择在小尖速比下工作，水轮机组在实际排列时避免采用成列布置，水轮机设计阶段应综合考虑功率特性和尾流场衰减。本文研究内容可以为潮流能水轮机的研究以及阵列式应用提供参考