自由面条件下水平轴潮流能叶轮水动力研究

为了利用近水面较高的潮流流速，潮流能叶轮一般安装在接近自由面的位置，导致叶轮的水动力特性受到自由面的影响。本文基于CFD方法，通过改变叶尖浸没水深，对水平轴叶轮在自由面条件下的水动力特性展开研究。研究结果表明：叶轮轴向载荷和能量利用率平均值随叶尖浸没水深的增加而增加，并逐渐接近于无自由面时的计算结果；叶轮轴向载荷和能量利用率瞬时值产生波动，波动幅值随叶尖浸没水深的增加而减小；当叶尖浸没水深为0.79D时，轴向载荷系数及能量利用率已基本不随叶片方位角的变化而改变，即自由面已几乎无影响。研究结果可为潮流电站设计及工程应用提供依据和参考。