小型水平轴潮流能水轮机叶片的设计及其性能的分析

摘要

潮流能作为一种清洁无污染而且蕴藏丰富的可再生新能源,对其合理开发利用可以有效缓减能源短缺的问题.文中选用NACA 644XX系列翼型,以得到较高捕能系数的水轮机为目标,基于叶素-动量(BEM)理论,给出了叶轮叶片设计的步骤,分别以翼型前缘和翼型最大厚度为基准设计出两种30 W的小型水平轴潮流能水轮机叶片;然后运用叶素理论和动量理论对叶轮捕能系数进行了理论计算,即运用CFD软件ANSYS CFX对设计出的叶轮模型捕能系数进行了数值模拟计算并与理论值进行了对比.结果表明以翼型前缘为基准设计出的叶片捕能效果更好,同寸验证了叶素理论与动量理论的等效性以及运用叶素-动量理论进行叶片设计的有效性.