横向布置单桩潮流能水轮机的数值模拟研究

发布时间：2021-11-27 10:29

　　文章以单桩潮流能水轮机为研究对象,通过数值计算的方法对横向布置下两台单桩潮流能水轮机的尾流场及机组性能进行研究。通过对比不同横向间距下单桩潮流能水轮机的尾流场,获得了横向间距对潮流能水轮机尾流场的影响规律。数值计算结果表明:单桩结构会改变水轮机的纵向尾流场,但对横向尾流场的影响较小;随着横向间距的改变,机组的功率系数和推力系数的变化幅值不超过0.01;横向间距对机组的横向尾流场也造成了影响,导致各个机组的尾流中心偏向两个机组的中间位置,且随着横向间距的增大,机组u/U₀低于0.9的范围随之增大,幅值可达0.26D。 

【文章来源】：可再生能源. 2020,38(06)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

计算域的网格划分

在横向间距为2D的情况下，1号机组的Cp和Ct随网格数量的变化情况如图3所示。由图3可以看出，随着网格数量的增加，Cp和Ct均先降低，随后数值基本不变。随着网格数量的增加，当网格数量达到7.12×106时，Cp和Ct的改变量不超过1%；当网格数量小于5.15×106时，Cp和Ct的改变量很大，说明网格数量小于5.15×106时，不利于数值计算的研究。因此，本文采用的网格数量均为7.12×106，以确保计算结果不受网格划分的影响。

当来流速度为0.35 m/s，安装高程为0.27 m时，单排两机组在不同横向间距下的的功率系数和推力系数如图4所示。由图4(a）可以看出：在不同横向间距下，两台机组的功率系数基本相同；当横向间距分别为2D,2.5D和3D时，1号机组的功率系数分别为0.221,0.215和0.212,2号机组的功率系数分别为0.211,0.216和0.214。随着横向间距的改变，机组功率系数的变化幅度较小，在横向间距由2D增大到3D的过程中，1号机组的功率系数的变化幅度不超过0.01,2号机组的功率系数的变化幅度也不超过0.01。由此可知，横向间距对水轮机的功率系数的影响不明显。

【参考文献】：
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博士论文
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硕士论文
[1]水平轴潮流能发电机尾流效应的实验研究[D]. 张亚超.浙江大学 2014
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本文编号：3522097