潮流能水轮机双机组单列布置数值模拟研究

研究潮流能水轮机在单列布置时不同间距工况下的性能和尾流场效应,对潮流能水轮机发电场的布置选址及商业化运行具有重要意义。基于流体分析软件STAR-CCM+,首先对单台机组尾流场各垂向断面叶轮扫略范围内速度、动量和动能物理量进行积分,发现各物理量之间差值会随着速度恢复值的增大而减小;而后在机组间距为10D、14D、18D(D为转轮直径)工况下单列布置双台机组,发现在同一叶尖速比下后方机组的功率系数、推力系数、功率系数与推力系数的比值均随机组间距的增大而增大,且随着机组间距的增大后方机组的最优叶尖速比更加接近于设计值;在前后方机组均处于最优叶尖速比的情况下,发现机组间距的改变会对后方机组近尾流速度恢复产生较大影响,但随着尾流的扩散其影响逐渐衰弱。