水扑翼枢轴位置优化及实验验证

为解决平原河网水动力不足的问题,利用复合谐波运动的仿生水翼在超低扬程工况下进行推水作业,并基于有限体积法(FVM)和重叠动网格技术,通过数值仿真与实验相结合的方法,确定了扑动水翼推水作业时的最佳枢轴位置。结果表明:扑动水翼尾迹流场结构呈现反卡门涡街状态,其尾迹涡街偏斜程度、前缘涡的强度以及每个时刻前缘涡的状态变化均受枢轴位置影响;当枢轴位置向水翼尾部移动时,推水效率先增后减,L=0.2c时效率最佳,相较枢轴位于水翼前缘时,效率可提升2%~5%;扑动水翼的水力特性曲线与传统水泵相似,其最大扬程小于1 m,且随着枢轴位置向水翼尾部移动,其最大扬程呈现减小的趋势,进一步满足了超低扬程工况需求。