矩形潮流水轮机水动力性能研究
带导叶的直叶片竖轴潮流水轮机的水动力性能研究
图 １ ２ 所 示为 单个 叶 片的 运 动和 受力 示 意 图 ， （） 设来 流速度 为 Ｕ， 略 叶 片沿 轴 方 向的 诱 导速 度 忽
《多转子垂直轴潮流能水轮机水动力特性研究》
《多转子垂直轴潮流能水轮机水动力特性研究》一、引言随着全球对可再生能源的日益关注，海洋能源的开发与利用逐渐成为研究的热点。
其中，潮流能作为一种清洁、可再生的能源，其开发潜力巨大。
多转子垂直轴潮流能水轮机作为潮流能发电的核心设备，其水动力特性的研究对于提高能量转换效率和设备稳定性具有重要意义。
本文旨在研究多转子垂直轴潮流能水轮机的水动力特性，为实际工程应用提供理论依据。
二、多转子垂直轴潮流能水轮机概述多转子垂直轴潮流能水轮机是一种利用潮流能进行发电的设备。
其结构特点为多个转子沿垂直轴线布置，通过水流作用力驱动转子转动，进而实现能量转换。
与传统的水平轴潮流能水轮机相比，多转子垂直轴水轮机具有更好的适应性、稳定性和能量捕获能力。
三、水动力特性研究方法为了研究多转子垂直轴潮流能水轮机的水动力特性，本文采用数值模拟和实验测试相结合的方法。
1. 数值模拟：利用计算流体动力学（CFD）软件，建立多转子垂直轴水轮机的三维模型，模拟实际工作环境中的水流条件，分析水流对转子的作用力及转子的运动特性。
2. 实验测试：在实验水池中搭建多转子垂直轴水轮机实验平台，通过改变水流速度、方向和转子布局等参数，实测转子的受力情况、转动速度及能量转换效率。
四、水动力特性分析1. 水流作用力分析：通过数值模拟和实验测试，发现多转子垂直轴水轮机在潮流作用下，各转子受到的水流作用力分布不均。
其中，靠近来流方向的转子受到的力较大，随着距离的增加，作用力逐渐减小。
此外，水流速度、方向及转子布局等因素也会影响水流作用力的分布。
2. 转子运动特性：多转子垂直轴水轮机的转子在水流作用下产生转动，其转动速度与水流速度、转子直径及布局等因素有关。
在数值模拟和实验测试中，我们发现各转子的转动速度在不同工况下存在差异，但总体上保持稳定。
3. 能量转换效率：多转子垂直轴水轮机的能量转换效率受水流速度、转子布局和设备结构等因素的影响。
通过实验测试，我们发现适当调整水流速度和转子布局可以提高设备的能量转换效率。
一种新型潮汐能水轮机的性能分析
一种新型潮汐能水轮机的性能分析一种新型潮汐能水轮机的性能分析随着环保意识的不断提高和新能源的快速发展，潮汐能作为一种绿色、可再生的清洁能源，成为了人们关注的热点之一。
在潮汐能转换技术领域，水轮机作为一种古老而又成熟的能源转换技术，正在被广泛研究和应用。
本文将重点介绍一种新型潮汐能水轮机的性能分析。
一、潮汐能水轮机的结构和工作原理潮汐能水轮机是一种利用潮汐能量驱动水轮机转动，将机械能转换为电能的设备。
它的结构与传统的水轮机相似，主要由水轮、轴承、发电机、定子、转子等组成。
潮汐能水轮机的工作原理是将潮汐水流引入水轮中，通过水流的冲击力和推动力，使水轮开始旋转。
旋转的水轮通过轴承传递动力给发电机，发电机将机械能转换成电能输出，并将电能输送到电网供电。
二、潮汐能水轮机的性能参数为了评价潮汐能水轮机的性能，需要了解以下性能参数：1.效率潮汐能水轮机的效率是指在特定的运行状态下，将输入的能量转换为输出能量的比例。
常见的效率包括机械效率、液压效率和发电效率等。
机械效率为水轮转动时传递到轴承的能量与水轮输入的能量之比，液压效率为水轮输入的能量与潮汐能输入的能量之比，而发电效率为发电机输出电能与水轮输入能量之比。
2.水轮转速潮汐能水轮机的水轮转速影响其机械效率和液压效率等性能参数。
通常情况下，水轮的转速在100到300转/分钟之间。
3.水轮直径和宽度水轮直径和宽度是潮汐能水轮机设计时需要确定的关键参数，它们会影响潮汐能水流的进入和流出，以及水轮效率和输出功率。
4.发电机容量潮汐能水轮机的发电机容量是指其最大输出电功率，通常情况下，发电机容量在100千瓦以上。
三、潮汐能水轮机的优劣分析1.适用环境广潮汐能水轮机能够适应不同潮汐水位和水流速度，因此在不同的区域和环境中都具有很好的适用性。
2.具有优异的能量转换效率潮汐能水轮机利用潮汐水流驱动水轮旋转，无需任何燃料，具有较高的能源转换效率，因此在节能减排、环保可持续等方面具有很好的表现。
竖轴潮流水轮机水动力性能的实验与数值研究的开题报告
竖轴潮流水轮机水动力性能的实验与数值研究的开题报告一、选题背景和意义潮汐能是一种可再生的能源，由于其利用效果好、污染小、稳定性高等特点，备受关注。
潮汐能利用方式较多，其中一种是采用竖轴潮流水轮机进行直接利用，由于其结构简单、上下游影响小等优点，在一些特定的潮汐资源较丰富的地区使用颇为广泛。
因此，对竖轴潮流水轮机水动力性能进行实验与数值研究具有一定的理论和实践意义。
通过实验研究可以了解水轮机的稳定性、启动性能、效率和功率输出等水动力性能参数，同时也可以对水轮机的设计和优化提供依据。
二、研究内容本文拟进行竖轴潮流水轮机水动力性能的实验与数值研究。
具体内容包括：1. 竖轴潮流水轮机的设计和制造。
选定水轮机的工作条件和参数，并进行设计、制造和安装。
2. 水力实验。
通过试验台对水轮机进行各种水动力性能参数的测试，并记录试验数据。
3. 数值模拟。
采用CFD软件对竖轴潮流水轮机的水动力性能进行数值模拟，得出相应的水力特性曲线。
4. 实验与模拟结果的比较和分析。
对试验数据和数值模拟结果进行比较和分析，探讨竖轴潮流水轮机水动力性能的特点和优化方向。
三、研究方法本文采用实验与数值模拟相结合的方法，通过试验与数值模拟的相互印证，得出竖轴潮流水轮机的水动力性能参数。
具体方法包括：1. 设计和制造竖轴潮流水轮机，并进行安装和调试。
2. 在试验台上对水轮机进行水力性能参数的测试，包括水头-功率特性曲线、水量-功率特性曲线、效率-流量特性曲线等。
3. 基于CFD软件对竖轴潮流水轮机的水动力性能进行数值模拟，得到相应的水力特性曲线。
4. 对试验数据和数值模拟结果进行比较和分析，深入探讨竖轴潮流水轮机的水动力性能特点和存在的问题，提出相应的优化方案。
四、研究预期成果通过本文的研究，预计可以得到以下成果：1. 竖轴潮流水轮机的设计与制造，具备一定的理论和实践参考价值。
2. 对竖轴潮流水轮机水力性能参数进行测试和分析，得到相应的水力特性曲线，为该水轮机的优化和改进提供依据。
基于叶素_动量理论的潮流能水平轴水轮机水动力性能分析_王树杰
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为 U，引入轴向诱导因子和切向诱导因子 a 和 a' 。 通过叶素的水流轴向速度为 U（ 1 － a） ， 切向速度为 轴向速度和切向速度合成相对速度 W， Ω r（ 1 + a' ） ， β为 相对速度 W 和翼型弦线之间的夹角 α 为攻角， 叶素桨距角， = α + β， 该叶素的来流角 为： U（ 1 － a） （ 1） = actan Ω r（ 1 + a' ）
C Dmax = 1 ． 11 + 0 ． 018 AＲ ，α = 90 ° B1 = C Dmax ， B2 = C Ds － C Dmax sin2 α s / cosα s 。 其中，
C D = B1 sin2 α + B2 cosα， 15 ° ＜ α ＜ 90 ° （ 17 ） C L = A1 sin2 α + A2 （ cos2 α / sinα） ， 15 ° ＜ α ＜ 90 ° （ 18 ） A1 = B1 / 2 ，A2 = （ C Ls － C Dmax sinα s cosα s ） × 其中， （ sinα s / cos2 α s ） 。 — —完 全 失 速 时 的 最 大 阻 力 系 数 ； 式 中，C Dmax —
［10 ］
额定流速 v rated / m·s 额定功率 P rated / W 叶轮直径 D / m 轮毂直径 D hub / m 叶片数量 B / 个 设计尖速比 λ 叶片翼型
0． 8 25 0． 6 0． 8 6 2． 3 NACA 44XX
。 ViternaCorrigan 失 速 模 （ 16 ）
根据简化风车理论， 叶片展向分为 9 个截面， 通 过计算得到每个截面弦长和扭角分布见表 2 。 在中国海洋大学物理海洋教育部重点试验室大 型风浪流水槽（ 见图 4 ） 中进行了水轮机水动力性 能模型试验。水槽长度为 65m， 宽度为 1． 2m， 深度 为 1． 75m， 最大流速为 0． 8m / s。水槽可进行流速和 水深调节， 能够满足试验的工况需求。
潮流能水轮机翼型几何参数对其水动力学特性的影响研究
第20卷 第3期 中 国 水 运 Vol.20 No.3 2020年 3月 China Water Transport March 2020收稿日期：2019-10-19作者简介：尹 锐（1991-），男，昆明理工大学津桥学院 讲师。
基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目（2018JS750）；云南省高等学校本科教育教学改革项目（JG2018262）。
潮流能水轮机翼型几何参数对其水动力学特性的影响研究尹 锐（昆明理工大学 津桥学院，云南 昆明 650106）摘 要：为探索潮流能水轮机翼型几何参数对其水动力学特性的影响规律，以NACA 系列翼型为研究对象，选择最大相对弯度及其所在位置、最大相对厚度及其所在位置四个主要因素，通过L 9（34）正交表得到9个试验组合。
利用Fluent 对不同几何参数下的翼型进行建模，以最大升阻比为评价指标，进行正交试验。
通过极差分析，得到翼型最大升阻比各影响因素的主次顺序，最终得出NACA7408-40%为最优的参数组合。
为潮流能水轮机翼型的设计提供参考。
关键词：潮流能水轮机翼型；水动力学特性；正交试验；数值模拟中图分类号：TV136 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2020）03-0111-02引言海流能泛指水流所蕴含的能量，储量丰富，开发潜力巨大[1]，能转化为其他形式的能量，且相对比较稳定[2]。
海流能的种类有潮汐能和潮流能，潮汐电站成本高且破坏生态[3]，而潮流发电无需筑坝，受到广泛关注[4]。
翼型的几何参数对其水动力学特性起决定作用，很多学者开展了各种研究。
Goundar [5]等通过数值模拟和试验的方法对比了HF-Sx、Fx63137及NACA63815翼型的升阻特性；Bahaj [6]等对海流能叶片翼型进行了相关试验；袁鹏[7]等研究了不同几何参数对NACA4412翼型水动力学性能的影响规律。
上述研究增进了人们对潮流能水轮机叶片翼型的认识，但翼型几何参数对其水动力学特性影响的主次顺序尚不清楚，本文对不同几何参数下的NACA 四位数系列翼型进行数值模拟，通过正交试验得到翼型最大升阻比各影响因素的主次顺序以及最优组合。
竖轴潮流能水轮机实验台设计及水动力性能测试_赵广
2013 年 7 月
ACTA ENEＲGIAE SOLAＲIS SINICA
0096 （ 2013 ） 07 1271 09 文章编号： 0254 -
竖轴潮流能水轮机实验台设计及水动力性能测试
赵 广 ， 郭嘉楠 ， 刘 艳 ， 宿晓辉 ， 孙 涛 ， 杨冉升
（ 大连理工大学 海洋能源利用与节能教育部重点实验室，大连 116024 ）
发动机测控仪实物图
Engine measurement and control instrument 图7 Fig． 7 实验台工作原理 Test rig work principle
［2 ～ 4 ］
。
潮流水轮机能量捕获效率是评价其性能的核心 技术指标， 而水力性能的经验公式与数值模拟大都 建立在各种简化和假设的基础上， 其计算结果需要 大量的实验数据检验。 因此， 建立潮流水轮机综合 性实验台对于验证数值模拟结果、 指导水轮机海试 实践均具有重要意义。但是， 实验台的通用性、 功能 多样性、 高精度、 高成本和大量人力投入等诸多因素 制约了实验研究的发展
竖轴潮流能水轮机实验台设计及水动力性能测试当水轮机所产生的扭矩无法克服齿轮箱电动机等自身功耗不能自启动或达不到工作转速要求时控制系统通过变频器使电动机运转带动水轮机在预定转速下工作水轮机在潮流中产生的动态扭矩通过扭矩转速传感器测量
第 34 卷
第7 期
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Vol. 34 ，No． 7
July， 2013
图4 Fig． 4 竖轴潮流能水轮机实验台船池拖车安装 Test rig of vertical axis marine current turbine installed on boat pool trailer
浪流共同作用下潮流能水轮机性能试验研究
58卷第2期（总第222期) 2017年6月中国造船SHIPBUILDING OF CHINAVol.58 No.2(Serial No. 222)Jun.2017文章编号：1000-4882 (2017) 02-0189-10浪流共同作用下潮流能水轮机性能试验研究马伟佳\荆丰梅、王树齐2,刘京1(1.哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨150001;2.江苏科技大学船舶与海洋工程学院，镇江212003)摘 要浪流共存环境中的潮流能水轮机性能研究旨在为准确地估计潮流能发电装置的生存性及获能效率等重 要指标提供依据。
论文基于模型试验的方法，采用发电功率为l k W的水平轴水轮机模型，在不同叶尖浸没水 深条件下，研究规则波以及极限波作用下的水轮机特性，揭示其功率与载荷的变化规律。
研究结果可为潮流 电站设计提供依据以及为数值方法的有效性验证提供数据。
关键词：浪流共存；潮流能；水平轴水轮机；模型试验中图分类号：T K7文献标识码：A〇引言近年来，海洋可再生能源开发利用受到了髙度重视。
包括潮流能在内的海洋能开发利用，不仅有 利于发展海洋经济、降低排放并改善海洋环境，而且对管控和建设远离大陆的海岛（500 m2以上的6500 多个海岛）有重大的战略意义。
我国东海、南海岛屿分布广、离岸远，若从大陆长距离海上输送电能则 不现实；若把煤炭或油气远距离运送到海岛上再发电，对于东海、南海的岛屿则耗费巨大；而利用潮 流能来满足海岛建设的能源需求则是最好的选择之一。
潮流的流速和流向是周期性变化的，受岸线、海底山脉和自由面的影响，潮流中伴随大尺度的旋 涡和小尺度的湍流，流速和流向均不稳定。
波浪是水体重力与惯性力的动态平衡，利用波浪可以发电,但是波浪对潮流能装置的能量捕获是有影响的。
英国的E P S R C[1]报告指出：浪流共存环境中的海洋能 装置的水动力性能已被认为是一个很重要问题；如果对此没有很好的认知，就不能较准确地估计装置 的生存性、获能效率等重要指标。
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网络出版地址 ： ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ／ ｋ ｃ ｍ ｓ ／ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ／ ２ ３ ． １ ３ ９ ０ ． Ｕ ． ２ ０ １ ３ ０ ９ １ ７ ． ２ ３ ４． ０ ０ １ ３ ． ｈ ｔ ｍ ｌ 中图分类号 ： Ｔ Ｋ ７ ３ ０ 文 献标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ７ ４３ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ ． １ ２ ２ １ － ０ ５
的水动力特性 ， 分析各参数对水轮机性能 的影 响． 总结 了水 轮机密 实度 、 安 装摆 角和速 比对水轮 机水动力 特性 的影响规 律， 并给 出了矩形水轮机 的优选设计参数 的建议范 围． 研究工作 可以为矩形潮 流能发电站的工程设计 提供 参考． 关键 词 ： 潮流能 ； 矩形水轮机 ； 水动力性能 ； 动量定理
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第 ３ ４卷第 １ ０期
２ ０ １ ３年 １ ０月
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矩 形 潮 流 水 轮 机 水 动 力 性 能 研 究
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盛 其 虎 ，粱姝 婷 ，孙 科
（ 哈 尔滨 工程 大学 深 海工程技 术研 究 中心 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘
要： 海洋潮 流能发电转换装置对于解决众多 岛屿 的无 电问题 ， 改善海岛居 民条件 ， 增强海 防建 设具有重要 意义．， 建立 了基 于动量定 理的矩形 水轮机单盘面多流管方法 ， 计算不 同参数情况下矩形 水轮机
ｌ ａ ｒ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ，ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍ・
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