新型水轮机聚能导流结构的设计与参数优化

李龙敬，周慎杰

（山东大学 机械工程学院，山东 济南 250061）

新型水轮机聚能导流结构的设计与参数优化

李龙敬，周慎杰

（山东大学 机械工程学院，山东 济南 250061）

文章以提高叶片姿势可变的水轮机获能能力为目的，结合水轮机的运动规律，提出了一种新的三段式聚能导流结构，借助数值模拟的方法，对不同参数的NACA翼型的增速效果进行了研究，确定了聚能导流结构的具体结构形式。通过改变影响聚能导流结构水动力学性能的几个重要参数，综合实际应用得到了水动力学性能较优的聚能导流结构，确定了导流结构的安装参数和结构参数。

翼型；聚能导流结构；增速比

0 引 言

通常潮流能水轮机的获能效率在25%到30%之间[1]，相对风力发电，整体获能效率较低，为了最大限度地获取潮流的动能，在潮流能获能机构外部增加聚能导流结构是提高获能效率的有效方法之一，同时导流结构还能起到支撑体的作用，将水轮机固定在工作海域内。因此，国内外不少学者和科研机构都在致力于聚能导流结构的研究[2-3]。

陈晗[4]在对弹簧控角竖轴直叶片水轮机的实验研究中，提出了凹形聚能导流结构和凸形聚能导流结构两种结构，通过实验研究发现凹形聚能导流结构水轮机的获能效率要高于凸形聚能导流结构的水轮机。孙科[5，8-9]借鉴风力机扩散器的理论，设计了一种对称式的导流结构，提出了S型、W型等多种线型结构，借助数值模拟的方法对不同的线型结构的性能进行了分析；……