王凯，孙科，张亮，盛其虎

(哈尔滨工程大学深海工程技术研究中心，黑龙江哈尔滨150001)



相位角对双机组立轴水轮机的水动力性能影响

王凯，孙科，张亮，盛其虎

(哈尔滨工程大学深海工程技术研究中心，黑龙江哈尔滨150001)

摘要:为了研究相位角对双机组两叶片垂直轴潮流能水轮机的水动力性能影响，采用CFD数值模拟方法，计算了不同初始相位角下水轮机水动力性能，得到水轮机的效率、叶片切向力系数及法向力系数的变化规律，并通过速度矢量图和压力图的细节分析，解释变化机理。研究结果表明:双机组潮流能水轮机效率比两个单机组水轮机工作效率高，特别在中高速比时更明显。除0°以外的相位角下水轮机总效率相近且高于0°时的效率。90°相位角时两个机组的效率曲线基本重合，且此时叶片受力系数小，叶尖高压区域也小，从而受到压力较小。选取90°作为初始启动相位角既可以提高双机组水轮机效率又可以减小叶片受力，增加水轮机的使用寿命。

关键词:双机组轮机;CFD;相位角;水动力性能

海洋潮流能作为一种可再生能源已成为国内外研究的热点，且我国潮流能储量丰富，具有巨大的开发利用潜力［1－2］。垂直轴水轮机因其运行与来流方向无关而成为具有广泛应用前景的潮流能转换装置之一，近些年来对单机组垂直轴潮流能水轮机的研究已经取得了诸多成果［3－4］。但随着潮流能发电技术日益成熟，多机组垂直轴潮流能水轮机共同工作发电必将成为趋势［5］。……