基于田口法的双转子螺旋型水轮机效率优化

为提高双转子垂直轴螺旋型水轮机的输出功率,探索不同设计参数对水轮机输出功率的影响规律,本文使用田口法对影响水轮机效率的5个因素(翼型、桨距角、包率、间距比和旋转方向)在4个水平下进行分析。构建五因素四水平正交试验表,并分别对正交试验表中的工况进行数值计算。研究结果表明:优化后的双转子水轮机效率比初始设计水轮机高22.86%。各因素对水轮机效率影响程度按大小排序依次为翼型>桨距角>间距比>包率>旋转方向。5因素效率最佳组合为A4(0024)、B3(3°)、C1(1.00)、D4(--)、E2(1.6)。峡谷效应是提升双转子垂直轴螺旋型水轮机效率的主要原因。双转子螺旋型水轮机对尾涡的流向干扰作用较强,水轮机布置时应该合理利用该特点。研究结果可为垂直轴水轮机的优化设计提供参考。