变流速水平轴潮流能桨叶的设计研究

简介

潮流流速呈周期性变化,针对水平轴定桨距桨叶中设计流速的参数选取问题,以捕能总量最优为目标,结合流体动力学、叶素动量理论与贝茨理论,推导并建立桨叶设计流速与周期捕获总能之间的数学模型,对实验地点的海水流速变化进行测试,计算桨叶的设计流速。采用Wilson叶片优化设计方法,同时另取最大潮流流速为设计流速,与上述设计方法进行对比设计,利用MATLAB软件得到直径为1.3m两种桨叶的外形参数。通过海上实验平台对桨叶性能测试对比,结果表明该方法的设计桨叶在大部分低流速时间段内的功率捕获高于其对比桨叶,与理论对比计算值相符,实现周期内捕获总能最优,为变流速海域的桨叶设计提供参考。