基于优化理论的变几何水轮机的流动机理研究

海流发电效率较低是由于两方面的原因。一方面，海流能量密度低，存在分散，是一种熵已经彻底变大的状态；另一方面，海流发电系统中一些关键设备，尤其是对水轮机的研究明显滞后。目前，大多用于海流发电的水轮机还是沿用现有的翼型或叶栅数据，它们在物理和数学上的简化模型：叶栅或孤立翼型是人们研究分析该类水轮机内部流动情况的基础。但必须认识到：传统的叶栅或孤立翼型设计方法是在风洞实验的基础上，反复修正叶栅或翼型的几何形状。.课题组基于一种全新的变几何水轮机的设计，经过四年的研究，在实验和计算的基础上，对变几何水轮机展开详细的研究。通过提出一种全新的PSO－PG全局优化算法，并结合水轮机的工作特点，研究出一种适用于变几何水轮机的水力翼型。采用PIV 等先进的测试手段以及CFD 计算方法，详细研究了水轮机内部流动机理。实验和计算证明，变几何水轮机以及专门用于该水轮机的翼型，能够有效地提高水轮机地能量转换系数，增强机组运行地稳定性。同时，通过海试实验，项目成果的可行性也得到了验证。