潮流能水輪機(jī)流場特性的數(shù)值與實驗研究

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摘 要：通過數(shù)值模擬和模型實驗相結(jié)合的方式，研究水輪機(jī)近域的流場特性對其水動力性能的影響，分析遠(yuǎn)域下不同入流速度和尖速比等因素對尾流場特性的影響。研究結(jié)果表明，在設(shè)計尖速比下，水輪機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率的數(shù)值模擬結(jié)果（0.37）與實驗結(jié)果（0.36）的誤差為0.3%，水輪機(jī)阻力系數(shù)的數(shù)值模擬結(jié)果（0.73）與實驗結(jié)果（0.76）的誤差為-4%，驗證了數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性；水輪機(jī)梢部存在明顯的三維流動現(xiàn)象，水輪機(jī)盤前梢部存在由葉根流向葉梢的徑向流速（0.24 m/s），盤后梢部存在由葉梢流向葉根的徑向流速（0.14 m/s），該葉片梢部尾流區(qū)的“下洗”流速導(dǎo)致水輪機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率下降；入流速度不會對尾流區(qū)軸向速度的恢復(fù)產(chǎn)生顯著影響；在近尾流區(qū)（距離盤面小于5D）隨尖速比的增加，尾流區(qū)軸向速度恢復(fù)呈逐漸降低的趨勢，而在距離水輪機(jī)盤面超過10D之后，尖速比不會對尾流軸向速度恢復(fù)產(chǎn)生明顯影響，但尖速比的增加會使梢渦存在時間變短，梢渦破碎的位置更靠近水輪機(jī)盤面。（剩余12085字）