排灌机械工程学报

作者：宋科, 康宇驰

单位：1. 昆明学院机电工程学院, 云南 昆明 650214; 2. 昆明理工大学机电工程学院, 云南 昆明 650500

关键词：阿基米德螺旋水轮机,双机组阵列,水动力性能,尾流特性,计算流体力学

基金：云南省“兴滇英才支持计划”青年人才专项(XDYC-QNRC-2023-0159);云南省先进装备智能制造技术重点实验室开放基金资助项目(KLYAEIMTY2022001);云南省基础研究专项(202201AU070028)

为了探究双机组的阵列特性,从而实现该型水轮机的高效利用,采用计算流体力学方法对不同排列方式及间距下的双机组阵列进行了三维数值模拟研究.结果表明,在并列排布中,两机组都将获得高于单独机组的性能指标,且二者之间的水动力相互作用的增益效果在达到峰值后随着并列间距的增大而逐渐减弱.反向旋转设置中的两机组的叶尖涡将出现类似于齿轮的啮合效应,而同向旋转设置中的两机组的叶尖涡相互冲突且交织在一起,导致一侧机组的叶尖涡在向下游发展的过程中过早地出现破碎.在串列排布中,当串列间距大于5D后,上游的机组性能基本不受影响,下游机组的性能随着串列间距的减小而下降明显.反向旋转设置的下游机组的涡流结构较为混乱,出现了一定程度的尾流畸变,而同向旋转设置的下游机组几乎完美地与来自上游的涡流进行了融合,其尾流更像是对上游涡流的一种延伸和继承.研究结果为阿基米德螺旋水轮机的优化布置提供了一定的参考.

来源：2024年第10期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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