排灌机械工程学报

作者：宋科, 杨邦成, 段维华

关键词：潮流能涡轮机,生物附着,表面粗糙度,水动力性能,计算流体动力学

为探究由生物附着所引起的表面粗糙度效应对涡轮机水动力性能的影响,采用计算流体力学方法对不同粗糙度和不同局部粗糙度分布条件下的水平轴涡轮机进行了数值模拟.研究结果表明:在相同尖速比(TSR)下,随着粗糙度的增大,涡轮机的功率和推力损失逐渐增大.而在相同粗糙度下,涡轮机的功率和推力损失也随着TSR的增大而增大,其中涡轮机在TSR=6.00的功率损失是TSR=3.00的2.3倍左右.局部粗糙度分布越靠近叶尖对涡轮机功率和推力损失的影响就越明显,其中分布在叶片半径(R)为0.75R~1.00R的局部粗糙度所造成的功率损失超过整体的一半以上.叶片背流面局部粗糙度分布相比迎流面局部粗糙度分布对涡轮机功率和推力的影响更明显.同时,涡轮机的粗糙度效应并不是各局部粗糙度的简单叠加,而是综合影响的结果.涡轮机一旦被生物附着,其设计条件下的最佳TSR范围将不再适用.

来源：2024年第11期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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