基于UDF的水平轴潮流能水轮机被动旋转水动力性能研究

针对水平轴潮流能水轮机被动旋转问题，基于Fluent 17.0，运用UDF(User Defined Function)控制滑移网格对网格进行动态调整，仿真研究水轮机在不同安放角下被动旋转的水动力特性。通过仿真分析，结果表明：潮流能水轮机随着叶片安放角度的增加，尖速比、输出功率、捕能系数都是先增大后减小，叶片安放角为6°时，叶轮前后速度差最大，对潮流能利用充分，且各项性能均达到最佳；通过分析叶片受力，叶尖叶素在安放角为2°时阻力最大，3°时升力最大，升阻比在6°时最大，此时叶尖叶素升阻比CL/CD=6.27、攻角α=3.06°。由仿真结果可知水平轴潮流能叶轮的自启动过程由5个阶段组成，即加速度增大的加速运动段—加速度减小的加速运动段—加速度反向增大的减速运动段—加速度反向减小的减速运动段—稳定运行段，这对潮流能水轮机的设计具有重要的指导意义