海洋潮流能驱动的柔性叶片转子发电装置试验研究

摘要

介绍了一种全新潮流发电装置——柔性叶片水轮机。柔性叶片适应流体不断发生变形，自动调节攻角，使水轮机在整个圆周运动的大部分时间内受同向转矩，具有起转流速低、获能能力强等水动力特性。本文以柔性叶片水轮机获能系数和发电能力为研究目标，采用因次分析法分析了可能影响获能系数的因素，试验部分验证了柔性叶片转子的水动力特性，重点研究了叶片弧弦比、叶片边弦比、叶片密度与获能系数的关系，不同结构形式转子存在不同叶片弧弦比最佳值，叶片边弦比愈大，获能能力愈强，在一定范围内，叶片密度较小时，获能与起转能力强，转速波动性较大，适用于低流速工况，反之获能与起转能力较弱，稳定性较好，电能质量较高，适用于高流速工况。rn 数值模拟部分初步验证了CFD在柔性叶片水轮机性能研究中的可行性，是对流体和柔性体耦合问题解决方案的初步探索。最后，提出了对柔性叶片水轮机的优化方案，试验证实优化后水轮机在获能能力和发电能力上均有所提高。