基于改进延迟分离涡方法的潮流能水轮机偏航水动力分析

为探究偏航工况对潮流能水轮机水动力及尾流场特性的影响,将改进的延迟分离涡模拟与滑移网格相结合,建立了偏航条件下潮流能水轮机水动力特性的数值模型。用潮流能水轮机的水槽试验结果验证了该数值模型的计算精度,并对水轮机在-50°~50°偏航角时的水动力及尾流场特性进行研究。结果表明:(1)水轮机的平均功率系数和推力系数随偏航角的增大而快速减小,且瞬时功率系数和推力系数的波动幅值逐渐增大;(2)随着偏航角的增大,尾流场速度分布的不对称性更加显著,同时尾流场速度衰减逐渐加快;(3)水轮机在正偏航角和负偏航角下的结果并非完全对称,正偏航角时的功率系数比负偏航角时大,这可能是由于水轮机的旋转效应更有利于在正向偏航时获取能量。