1、海洋能作為可再生能源重要部分，具有儲量大、對環(huán)境影響小等優(yōu)點。潮流能作為海洋能一種，能量密度高，應用前景廣闊。與水平軸潮流能水輪機比較，垂直軸潮流能水輪機具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、不受潮流流向影響等優(yōu)點。但垂直軸水輪機也存在一些問題，主要有自啟動差、低轉(zhuǎn)速時工作效率低、工作時流場周期性非穩(wěn)態(tài)變化等缺點，影響其規(guī)?；c商業(yè)化發(fā)展。因此，本文在H型水輪機的內(nèi)部增加一層S式水輪機，形成升力一阻力型混合式垂直軸水輪機，應用CFD數(shù)值模擬方法，研究

2、這種新型混合式垂直軸水輪機的性能。
　　本文首先對S式水輪機與H型水輪機進行建立運動方程與受力分析，進行二維數(shù)值模擬，并對數(shù)值模擬的正確性進行驗證。研究S式水輪機的重疊比與葉尖速比對S式水輪機的水動力性能影響。研究結(jié)果表明S式水輪機適合在低葉尖速比情況下工作，并且力矩系數(shù)與葉尖速比近似成線性關(guān)系，存在一個最優(yōu)葉尖速比使S式水輪機的功率系數(shù)達到最大。帶有重疊比的S式水輪機能夠有效的減少甚至完全消除水輪機在運動過程中的負力矩的情況，從

3、而改善S式水輪機水動力性能。此外，研究葉尖速比對H型水輪機的水動力性能影響。研究結(jié)果表明H型水輪機功率系數(shù)與葉尖速比近似關(guān)系成拋物線，存在一個最佳葉尖速比使水輪機的功率系數(shù)達到最大;與S式水輪機相比，H型水輪機適合于在較高葉尖速比的工況下工作，最佳功率系數(shù)更優(yōu)。
　　最后，本文對混合式垂直軸水輪機進行水動力學分析與自啟性分析，主要研究混合式垂直軸水輪機幾何參數(shù)（內(nèi)外徑比、半徑比）對水動力性能與自啟性影響，并與H型水輪機進行分析比較