1、隨著化石能源的日益枯竭,儲量豐富的海洋可再生能源越來越成為當今世界所關注的對象。我國也在積極支持海洋能裝置的研發(fā)與實驗工作,各種開發(fā)利用裝置層出不窮。本論文是受“錨定式雙導管渦輪潮流發(fā)電系統(tǒng)研究”項目資助進行,研究適合浮體搭載的導管渦輪潮流能發(fā)電裝置。
　　首先,本文基于計算流體力學(Computational Fluid Dynamics,即CFD)軟件對單純潮流能渦輪進行水動力學模擬。模擬分別針對使用S814翼型設計的渦輪和使

2、用雙向BDA翼型設計的渦輪進行了CFD分析,并同實驗結果進行比對。分析認為CFX軟件能夠準確的預測潮流能渦輪的水動力性能,但是當葉片周圍產(chǎn)生大渦分離時,CFD預測結果是不準確的。
　　接下來,本文針對導管對周圍速度場的影響進行了分析和討論。重點分析了:前置導管和后置導管的作用機理、導管幾何特征對導管內部流速的影響以及導管和渦輪相互作用對導管內部流場的影響。CFD模擬結果顯示薄壁后置導管對導管內部流速有較好的加速效果。
　　為

3、得到最優(yōu)的導管幾何外形,本文使用ANSYS-Workbench和ANSYS-CFX軟件進行導管幾何外形的優(yōu)化設計。優(yōu)化導管幾何外形設計使導管體積最小、喉部流速最高、軸向阻力最小。對優(yōu)化的導管使用作用盤模型預測導管渦輪功率系數(shù)Cp約為0.82。然后,CFD按照實驗條件下的導管渦輪發(fā)電情況進行模擬,模擬結果認為當導管渦輪葉片處于+5°扭轉角時,導管渦輪的發(fā)電效率最大可達到65％左右。但是,在模擬中由于導管渦輪相互作用,導管渦輪尾部均產(chǎn)生大渦