排灌机械工程学报

作者：宋科,*,杨邦成

单位：1. 昆明学院机电工程学院, 云南 昆明 650214; 2. 昆明学院云南昆明沈卫明智能制造技术院士工作站, 云南 昆明 650214; 3. 昆明理工大学建筑工程学院, 云南 昆明 650500

关键词：潮流能,涡轮机,熵产,水动力学性能,能量损失

基金：云南省基础研究专项项目(202201AU070028);云南省先进装备智能制造技术重点实验室开放基金项目(KLYAEIMTY2022001);昆明学院人才引进项目(YJL20023)

为了分析潮流能涡轮机的水动力学性能和评估其能量损失发生的位置与损失机理,以一水平轴涡轮机为研究对象,通过引入熵产理论模型并采用SST k-ω湍流模型对其进行了三维数值模拟研究.研究结果表明:在涡轮机工作范围内,其功率系数CP与推力系数CT值均随尖速比TSR的增大而呈现出先增大而后减小的趋势,涡轮机在高TSR下的瞬时CP与瞬时CT的波动值比低TSR下的大.在相同来流下,涡轮机的黏性耗散熵产值和湍流耗散熵产值均随着TSR的增加而增大,湍流耗散熵产远高于黏性耗散熵产,其在总熵产中的占比达到了99.56%至99.65%.涡轮机在低TSR下的尾流能量损失区域位于叶尖端及轮毂后方,在高TSR下能量损失区域主要位于叶尖端,且高TSR下损失强度要明显大于低TSR下的.此外,涡轮机叶片不同截面处越靠近叶尖,其能量损失也越明显.研究结果揭示了潮流能涡轮机的水力流动特点和能量损失机理,为其优化设计及能量损失识别分析提供了一定的参考依据.

来源：2023年第5期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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