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流动控制组合对潮流能水轮机翼型水动力学的特性影响研究
1
作者 裴振 刘永辉 +3 位作者 薛宇 谭俊哲 袁鹏 司先才 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期717-725,共9页
为全面提升潮流能水轮机叶片的水动力学性能,将格尼襟翼(GF)和涡流发生器(VGs)的附加件组合引入到潮流能水轮机领域,研究附加件组合对改善水轮机叶片水动力性能的作用机理。以NACA4418翼型为研究对象,分别建立加装格尼襟翼、涡流发生器... 为全面提升潮流能水轮机叶片的水动力学性能,将格尼襟翼(GF)和涡流发生器(VGs)的附加件组合引入到潮流能水轮机领域,研究附加件组合对改善水轮机叶片水动力性能的作用机理。以NACA4418翼型为研究对象,分别建立加装格尼襟翼、涡流发生器和二者流动控制组合的水轮机翼型三维模型,应用数值模拟方法研究流动控制组合对水轮机叶片水动力性能的影响机理。结果表明:安装GF可有效提高翼型段的升力系数,但会降低翼型的失速角;安装VGs可抑制翼型段吸力面的流动分离、增大翼型段的失速角,但攻角越小水动力学性能改善效果越不明显;GF和VGs的流动控制组合则可将二者优势充分结合,在全面提高翼型段升力系数的同时,还可抑制翼型表面的流动分离、增大翼型的失速角,从而获得最佳的流动控制效果。 展开更多
关键词 潮流能 叶片翼型 数值模拟 格尼襟翼 涡流发生器 流动控制组合
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基于大弯角扩压静子叶栅的组合流动控制方法研究
2
作者 王何建 刘波 +2 位作者 茅晓晨 张博涛 杨宗豪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期142-152,共11页
为更好地控制叶中尾缘分离及角区分离,优化叶片吸力面流动分离结构,提出了全叶高槽道加全弦长端壁抽吸的组合流动控制方案。此外,还设置了全叶高开槽方案与端壁抽吸方案,以探究全叶高槽道射流与端壁附面层抽吸的相互作用机理。以一大弯... 为更好地控制叶中尾缘分离及角区分离,优化叶片吸力面流动分离结构,提出了全叶高槽道加全弦长端壁抽吸的组合流动控制方案。此外,还设置了全叶高开槽方案与端壁抽吸方案,以探究全叶高槽道射流与端壁附面层抽吸的相互作用机理。以一大弯角扩压静子叶栅为研究对象,对三种流动控制方案进行了详细的性能分析及对比。结果表明:组合控制方案对于原型叶栅叶中尾缘分离及角区分离的综合控制效果最佳,能够在全攻角范围内分别将原型叶栅的总压损失、气流转折角及静压升系数平均增大-38.4%,3.1°及16.2%。相比于全叶高开槽方案,组合控制方案的端壁抽吸槽有效抑制了全叶高槽道出口前端壁二次流的发展,进一步削弱了角区分离。相比于端壁抽吸方案,组合控制方案的全叶高槽道则有效消除了尾缘分离,避免了叶中流场的恶化。总体看来,组合控制方案有利于最大程度地拓宽叶片的可用攻角范围,提高其扩压能力。 展开更多
关键词 大弯角扩压静子叶栅 组合流动控制 可用攻角范围 总压损失 气流转折角 静压升系数
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组合式叶片附加件对潮流能水轮机叶片水动力学特性的影响研究
3
作者 刘永辉 裴振 +3 位作者 薛宇 谭俊哲 袁鹏 司先才 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期595-603,共9页
为抑制潮流能水轮机叶片根部的边界层流动分离,提高水轮机叶片的发电效率,将格尼襟翼(GF)和涡流发生器(VGs)附加件组合引入到潮流能水轮机叶片设计领域。以NACA63418翼型为对象,分别建立原始叶片、带GF叶片、带VGs叶片、带GF和VGs附加... 为抑制潮流能水轮机叶片根部的边界层流动分离,提高水轮机叶片的发电效率,将格尼襟翼(GF)和涡流发生器(VGs)附加件组合引入到潮流能水轮机叶片设计领域。以NACA63418翼型为对象,分别建立原始叶片、带GF叶片、带VGs叶片、带GF和VGs附加件组合的叶片模型。通过试验和CFD数值模拟相结合的方法,研究单独加装GF和VGs对水轮机三维扭曲叶片的影响效果和作用机理,进而开展GF和VGs组合式叶片附加件对水轮机叶片水动力学特性的影响规律的研究。结果表明:1)对直径为700 mm的原始水轮机叶片,其叶片吸力侧根部容易发生流动分离和径向流动;2)单独安装GF既能改善水轮机叶片根部翼型尾缘处的径向流动,又能增大叶片翼型的后半部分上下表面的压差,且当GF高度为2.0%C时,最佳叶尖速比(λ=5)下的叶片获能系数可提高约1.7%;3)单独安装VGs可通过抑制叶片根部的流动分离,使处在最佳叶尖速比下的叶片获能系数提高约1.0%;4)安装GF和VGs组合式叶片附加件可将单独加装二者的优势充分融合,既能有效抑制叶片根部的流动分离,又能全面增大叶片翼型上下表面的压差,叶片获能系数可提高约1.7%~4.8%,其中最佳叶尖速比下的叶片获能系数可提高约2.5%。 展开更多
关键词 潮流能 水轮机叶片 数值模拟 涡流发生器 格尼襟翼 流动控制组合
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