陳正壽，趙 陳，劉 羽，趙春慧，王莉萍

(1.浙江海洋學(xué)院船舶與海洋工程學(xué)院，浙江 舟山 316022;2.浙江歐華造船股份有限公司，浙江 舟山 316101;3.中國(guó)海洋大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266100)

在能源消費(fèi)量持續(xù)攀升和傳統(tǒng)能源日趨緊缺的今天，積極地開(kāi)發(fā)清潔能源已經(jīng)成為各國(guó)能源發(fā)展的共識(shí)。在各種海洋新能源形式中，能流密度相對(duì)較高的潮流能開(kāi)發(fā)的機(jī)器裝置研究更是日漸受到人們的重視［1］。潮流能是因潮汐漲落引起海水流動(dòng)而產(chǎn)生的循環(huán)可再生的海洋能量形式。潮流能的利用原理與風(fēng)力發(fā)電相似，其發(fā)電裝置被形象地比喻為“水下風(fēng)車”［2］。由于潮流流速的大小隨著太陽(yáng)、月亮與地球三者之間位置的不同而不停地變化，雖然其變化規(guī)律已知，但是潮流流速有很長(zhǎng)一段時(shí)間處于較低水平，導(dǎo)致潮流能水輪機(jī)發(fā)電功率較小。目前關(guān)于提高潮流能水輪機(jī)工作效率的有效方法就是加裝導(dǎo)流聚能裝置。1998年，阿根廷的ISEP小組提出了一種對(duì)潮流能水輪機(jī)的性能提高有很大幫助的技術(shù)改進(jìn)措施，即加裝導(dǎo)流罩［3-4］。加裝導(dǎo)流罩后，轉(zhuǎn)子附近水域的流速增大，在相同輸出功率下，轉(zhuǎn)軸的尺寸可以減小，從而減小傳動(dòng)裝置的尺寸，降低系統(tǒng)的建造成本;由于轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)流體速度可以自我調(diào)節(jié)，使得水輪機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的依賴性大大降低。因此研究并設(shè)計(jì)水動(dòng)力性能優(yōu)秀、簡(jiǎn)單實(shí)用的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)是有必要的。

借鑒固定式軸流水輪機(jī)與風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器的構(gòu)造原理［5-7］，筆者設(shè)計(jì)了一種可根據(jù)海流方向做自適應(yīng)調(diào)整的軸流懸浮式潮流能水輪機(jī)結(jié)構(gòu)［8-10］，將帶有自懸浮及抗傾覆功能的薄壁導(dǎo)流聚能裝置安裝于該結(jié)構(gòu)的渦輪葉片周圍，以提高這種新型潮流能水輪機(jī)的水動(dòng)力性能和發(fā)電效率。本文通過(guò)CFD數(shù)值仿真分析，并輔以模型試驗(yàn)方法，對(duì)該自懸浮式潮流能水輪機(jī)的導(dǎo)流罩流體性能進(jìn)行分析，以期在采用三段式剖面形狀這種簡(jiǎn)單造型的前提下，優(yōu)化導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)的水動(dòng)力性能，提高水輪機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

1 導(dǎo)流罩型面設(shè)計(jì)與建模

關(guān)于潮流能水輪機(jī)導(dǎo)流罩型面設(shè)計(jì)相關(guān)的研究成果比較多，其設(shè)計(jì)原理與風(fēng)力擴(kuò)散器相似，即利用流線型壁面對(duì)流場(chǎng)的干擾，讓更多的流體進(jìn)入導(dǎo)流罩，提高罩內(nèi)的流速;水輪機(jī)置于導(dǎo)流罩內(nèi)部，相當(dāng)于增大了來(lái)流速度，可提高水輪機(jī)發(fā)電效率［11-12］。

1.1 懸浮型導(dǎo)流罩設(shè)計(jì)

一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)流罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要參考5條基本原則［11］:①輪機(jī)前方的平均流速大于來(lái)流速度;②輪機(jī)前方流速均勻;③導(dǎo)流罩所受阻力盡可能小;④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造;⑤上述原則沖突時(shí)，水動(dòng)力性能優(yōu)先。

基于風(fēng)力擴(kuò)散器設(shè)計(jì)原理，同時(shí)參考風(fēng)洞中收縮段和擴(kuò)散段的設(shè)置方案［13-17］，本文采用包含收縮段、直線段和擴(kuò)散段的三段式導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)，并在其外圍設(shè)置平直的外包絡(luò)構(gòu)成中空薄壁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。該中空的懸浮式潮流能水輪機(jī)導(dǎo)流罩在垂直于軸線方向的投影相對(duì)較小，因此收縮段和擴(kuò)散段的形狀阻力以及直線段的流態(tài)是導(dǎo)流罩性能設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。由于曲面薄壁的密封空心導(dǎo)流罩加工難度較大，收縮段、擴(kuò)散段的入口和出口處亦存在形狀阻力較大的問(wèn)題［11］，參考曲線型導(dǎo)流罩設(shè)計(jì)方案具備良好水動(dòng)力性能的特性，在收縮段和擴(kuò)散段采用便于實(shí)際加工且攻角大小適宜的折線線型代替復(fù)雜的曲線線型，以期簡(jiǎn)化導(dǎo)流罩制造工藝。該折線型導(dǎo)流罩收縮段和擴(kuò)散段的長(zhǎng)度相同，與直線段所成攻角大小一致，對(duì)稱設(shè)置于直線段的上下游，如圖1所示。

圖1 折線型導(dǎo)流罩縱剖面各分段命名及各部分位置

本導(dǎo)流罩設(shè)計(jì)方案，旨在采用較簡(jiǎn)單型面的前提下，盡可能減小水流阻力，提高水輪機(jī)前流速，確保導(dǎo)流罩內(nèi)流場(chǎng)的均勻性。通過(guò)數(shù)值模擬仿真，篩選出應(yīng)用于模型試驗(yàn)的最佳剖面形狀，提高水輪機(jī)的運(yùn)行效率。

1.2 懸浮式折線型導(dǎo)流罩參數(shù)確定

在進(jìn)行該懸浮式潮流能水輪機(jī)樣機(jī)建造之前，首先采用非線性有限元結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行初步的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算。在保障可安全承受最大5.0m/s入流速度的較多安全余量下，確定采用3mm厚的鋼板進(jìn)行各個(gè)部件的焊接。根據(jù)浙江海洋學(xué)院漁具與水動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)條件，確定出潮流能水輪機(jī)的適宜尺度，預(yù)設(shè)導(dǎo)流罩內(nèi)沿半徑318.50mm以及導(dǎo)流罩內(nèi)平直段長(zhǎng)度500mm。編制Matlab程序，分別求得導(dǎo)流罩前沿攻角為 5°、10°、15°、20°、25°和 30°共 6種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中導(dǎo)流罩的尺寸，如表1所示。在此計(jì)算過(guò)程中，空心部分徑向高度等數(shù)據(jù)的獲得是通過(guò)設(shè)定單個(gè)導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)提供的浮力等于整個(gè)結(jié)構(gòu)的重力這個(gè)基本前提而得出的。

表1 不同攻角下導(dǎo)流罩的外形尺寸

1.3 CFD 數(shù)值建模

本文基于CFX軟件穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法，開(kāi)展導(dǎo)流罩在敞水狀態(tài)下的水動(dòng)力性能模擬。流場(chǎng)計(jì)算域以導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)中心為基準(zhǔn)，設(shè)置長(zhǎng)度為導(dǎo)流罩軸長(zhǎng)的25倍、半徑為導(dǎo)流罩外半徑的10倍的圓柱形區(qū)域，如圖2所示。整個(gè)流場(chǎng)區(qū)域采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在靠近導(dǎo)流罩的壁面區(qū)域增加網(wǎng)格密度，而在導(dǎo)流罩外圍則適當(dāng)放寬網(wǎng)格尺寸，以減小數(shù)值模擬的運(yùn)算量［18-19］，如圖3所示。流場(chǎng)出、入口邊界條件分別設(shè)置為零壓力出口、均勻流速入口。針對(duì)導(dǎo)流罩流線型較好的特點(diǎn)，數(shù)值仿真中選用κ－ε湍流模型;內(nèi)、外導(dǎo)流罩邊界定義為摩擦壁面，外部流場(chǎng)邊界定義為無(wú)摩擦的滑移壁面。

為了更好地掌握計(jì)算過(guò)程中導(dǎo)流罩內(nèi)的流場(chǎng)變化，先進(jìn)行單獨(dú)導(dǎo)流罩仿真計(jì)算，確定水動(dòng)力性能較優(yōu)的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)后，再進(jìn)行導(dǎo)流罩和水輪機(jī)整體數(shù)值模擬。在此，選定拖曳力、導(dǎo)流罩內(nèi)平直段的水流特性和輸出扭矩的數(shù)值大小作為檢驗(yàn)導(dǎo)流罩水動(dòng)力性能優(yōu)劣的判定依據(jù)，通過(guò)監(jiān)測(cè)導(dǎo)流罩的受力情況、導(dǎo)流罩內(nèi)流場(chǎng)平穩(wěn)程度以及在包含葉輪工況下的水輪機(jī)葉片受力和扭矩輸出值，從而定量分析導(dǎo)流罩的導(dǎo)流聚能效果。

圖2 導(dǎo)流罩流體計(jì)算區(qū)域

圖3 導(dǎo)流罩的網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2 折線型導(dǎo)流罩水動(dòng)力性能仿真分析

2.1 拖曳力對(duì)比分析

對(duì)于水下低速航行器或者海洋結(jié)構(gòu)物，其與流體之間的阻力主要由兩部分構(gòu)成:摩擦阻力和形狀阻力(即壓差阻力)。圖4為表1所示6種不同攻角的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)在0.5～5.0m/s來(lái)流速度工況下數(shù)值模擬得到的總阻力值。

圖4 不同攻角的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)總阻力值與來(lái)流速度的關(guān)系曲線

由圖4可見(jiàn)，15°攻角的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)在各工況下受到的總阻力值最小;20°攻角的導(dǎo)流罩所受總阻力和15°攻角時(shí)十分接近(前者比后者大3%左右);攻角為 25°、30°和 10°的導(dǎo)流罩總阻力比 15°和 20°的有明顯增大的趨勢(shì)，在來(lái)流速度超過(guò)1.5m/s后，總阻力值增大均超過(guò)7%;5°攻角的導(dǎo)流罩總阻力值比其他各型導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)的總阻力值有較大幅度增加(超過(guò)20%)。從結(jié)構(gòu)上看，攻角更小時(shí)，對(duì)應(yīng)的導(dǎo)流罩型面結(jié)構(gòu)的軸向長(zhǎng)度較大，因其與水的接觸面積較大，摩擦阻力在總阻力中所占比重逐漸加大，因而無(wú)須再做關(guān)于更小攻角的驗(yàn)證計(jì)算;而當(dāng)攻角較大時(shí)，導(dǎo)流罩沿軸線方向長(zhǎng)度較短，雖然摩擦阻力變小，不過(guò)因其下游開(kāi)口側(cè)攻角較大，流體過(guò)早在導(dǎo)流罩的擴(kuò)散段分離，形成尾流低壓區(qū)域，形狀阻力在總阻力中所占比重逐漸加大，因此也無(wú)須實(shí)施更大攻角型面結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步驗(yàn)證計(jì)算。由此可見(jiàn)，總阻力值僅在適宜攻角下才會(huì)有最小值。如上計(jì)算結(jié)果所示，15°攻角的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)在各種工況下受到的總阻力值均為最小，是符合導(dǎo)流罩設(shè)計(jì)原則的優(yōu)選結(jié)構(gòu)類型。

2.2 導(dǎo)流罩內(nèi)流場(chǎng)分析

觀察不同攻角導(dǎo)流罩縱剖面在2.0m/s來(lái)流工況時(shí)的速度分布云圖(圖5)可知，在較低攻角(攻角不超過(guò)15°)的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)中，流體僅在擴(kuò)散段后端較小的區(qū)域內(nèi)發(fā)生了分離現(xiàn)象;當(dāng)攻角大于15°后，流體在擴(kuò)散段后端過(guò)早地發(fā)生了分離，從而導(dǎo)致較大的區(qū)域處于低壓尾渦影響范圍內(nèi)，這也恰好解釋了形狀阻力隨攻角增大而迅速增長(zhǎng)的原因。在2.0m/s的來(lái)流工況下，10°攻角的導(dǎo)流罩內(nèi)直線段流速分布相對(duì)均勻，其平均速度達(dá)到2.53 m/s，導(dǎo)流罩的導(dǎo)流聚能效應(yīng)非常顯著;相同流速下，15°攻角的導(dǎo)流罩，其均勻流速段恰好位于直線段中心(即葉輪結(jié)構(gòu)所處的位置)，其平均速度達(dá)到2.47 m/s，而在20°的較大攻角下，導(dǎo)流罩內(nèi)直線段的流速呈不均勻分布，在其直線段入口處最大速度可達(dá)到2.55m/s，而在直線段中心的平均流速不足2.40m/s，導(dǎo)流增速效果明顯不如前兩者。造成這種速度增益效果差距的主要原因，一方面是由于攻角較小的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)其外半徑較大，入流流量也較大，導(dǎo)流效果明顯;另一方面，攻角較大的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)，直線段流場(chǎng)受收縮段出口端束流作用影響，造成流體動(dòng)能損失較大，其流場(chǎng)呈明顯不均勻分布。相比而言，10°和15°攻角的導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)在直線段中心的流速增益效果還是相當(dāng)顯著的，這種高效的導(dǎo)流聚能效應(yīng)使得葉輪結(jié)構(gòu)所處的位置成為導(dǎo)流罩內(nèi)流速較大且相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域。

另外，在25°、30°攻角下，導(dǎo)流罩的收縮段前端均出現(xiàn)了非常明顯的低流速區(qū)域(局部壓力較大)，這種低流速現(xiàn)象甚至還影響到了沿導(dǎo)流罩的外包絡(luò)的流速分布。導(dǎo)流罩內(nèi)直線段流速呈現(xiàn)出明顯的不均勻分布現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為:最大流速出現(xiàn)于導(dǎo)流罩的收縮段末端與直線段相接的位置上，而在直線段中心的區(qū)段，其平均速度比入流速度僅有小幅的增加，導(dǎo)流聚能效應(yīng)較弱，導(dǎo)流罩的作用并不明顯。

圖5 2.0m/s來(lái)流工況下不同攻角導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)的速度分布云圖

綜合折線型導(dǎo)流罩的速度增益效果和減小所受阻力等結(jié)構(gòu)水動(dòng)力性能，在相同工況下15°攻角的折線型導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)所受阻力值低于其他攻角的折線型導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)3%以上，對(duì)來(lái)流速度的增益效果較其他結(jié)構(gòu)提高3%左右。兼顧阻力最小和束流性能更好的考慮，該攻角型面結(jié)構(gòu)更加符合導(dǎo)流罩設(shè)計(jì)的基本原則。

2.3 水輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化數(shù)值分析

為檢驗(yàn)15°攻角的折線型導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)對(duì)水輪機(jī)系統(tǒng)的導(dǎo)流聚能效果，對(duì)單浮筒裝置的水動(dòng)力性能進(jìn)行數(shù)值仿真分析，比較在有、無(wú)導(dǎo)流罩裝置的兩種工況下，水輪機(jī)輸出功率的變化。

對(duì)比分析有、無(wú)導(dǎo)流罩兩種工況下葉輪系統(tǒng)的壓力云圖可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)導(dǎo)流罩工況下水輪機(jī)葉片翼端有較明顯的低壓區(qū)域(圖6(a))，而在有導(dǎo)流罩工況下葉片的翼端壓力明顯增大(圖6(b))，其最高壓強(qiáng)值要比無(wú)導(dǎo)流罩工況提高30%左右，而這一壓強(qiáng)增強(qiáng)區(qū)域恰好主要集中在葉尖區(qū)域，為力臂最長(zhǎng)的區(qū)段。因此，該壓強(qiáng)增強(qiáng)區(qū)域勢(shì)必會(huì)增加水輪機(jī)葉片的有效扭矩輸出以及等效電力功率輸出，其較好的導(dǎo)流聚能作用得到了很好的展示。另外，通過(guò)對(duì)比圖7兩種工況下水輪機(jī)葉片尾流線云圖亦可知，導(dǎo)流罩的束流效果非常明顯，可以有效提高水輪機(jī)附近流體速度。

圖6 葉輪系統(tǒng)中心橫斷面上的壓力云圖

為詳細(xì)比較15°攻角的折線型導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)對(duì)水輪機(jī)系統(tǒng)整體效能提升的效果，本次數(shù)值模擬設(shè)置了10種不同來(lái)流工況(來(lái)流速度0.5～5.0m/s)開(kāi)展仿真模擬。選取來(lái)流速度為2.0m/s和2.5m/s兩種典型工況進(jìn)行分析，這兩種工況下水輪機(jī)各項(xiàng)參數(shù)及輸出情況如表2所示。

圖7 水輪機(jī)尾流線云圖

表2 有無(wú)導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)比較

由表2可見(jiàn)，相同工況下，加導(dǎo)流罩后水輪機(jī)輸出扭矩和功率都遠(yuǎn)大于未帶導(dǎo)流罩工況。對(duì)于2.0m/s來(lái)流速度(算例1和2)，加裝導(dǎo)流罩之后輸出功率可以有35%的提升;對(duì)于2.5m/s來(lái)流速度(算例3和4)，加裝導(dǎo)流罩之后水輪機(jī)輸出功率提升達(dá)33%，可見(jiàn)導(dǎo)流罩的導(dǎo)流聚能作用非常明顯。

3 模型試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)上述數(shù)值仿真分析，確定便于加工制作且水力性能較好的15°攻角折線型導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)作為模型試驗(yàn)的適宜結(jié)構(gòu)。

試驗(yàn)所用拖曳水槽長(zhǎng)130m、寬6 m、水深3.5m，最大造波高度350mm，拖車可調(diào)運(yùn)行速度為0.1～6.0m/s。試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)控制拖車的拖曳速度使試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦_(dá)到相應(yīng)的速度，從而較好地模擬水輪機(jī)系統(tǒng)在對(duì)應(yīng)流速下的實(shí)際工況。導(dǎo)流罩模型尺寸與數(shù)值模擬中一致，分別在導(dǎo)流罩進(jìn)口、出口和導(dǎo)流罩外圍中段對(duì)稱加裝高精度數(shù)字壓力傳感器，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際分布位置如圖8所示。模型試驗(yàn)驗(yàn)證的方案為:預(yù)設(shè)同一導(dǎo)流罩的多個(gè)監(jiān)測(cè)位置，分別獲取模型試驗(yàn)和CFD數(shù)值仿真的壓力值，最后對(duì)比同一位置處壓力值的大小，進(jìn)而判定數(shù)值仿真的準(zhǔn)確性。

圖8 導(dǎo)流罩各監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布位置

模型試驗(yàn)綜合考慮實(shí)際工況和試驗(yàn)安全而展開(kāi)，獲取了流速0.5～3.0m/s工況下相關(guān)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。圖9為典型來(lái)流速度2.0m/s和3.0m/s下模型試驗(yàn)的壓強(qiáng)與數(shù)值模擬計(jì)算得到的相應(yīng)位置的壓強(qiáng)的對(duì)比情況，試驗(yàn)值均為減去與其監(jiān)測(cè)點(diǎn)同一水深處?kù)o壓強(qiáng)的相對(duì)壓強(qiáng)。

圖9 不同來(lái)流速度下導(dǎo)流罩各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處壓強(qiáng)

由圖9可知，相同來(lái)流速度下，試驗(yàn)測(cè)得的導(dǎo)流罩進(jìn)口監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓強(qiáng)為數(shù)值模擬中相應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)壓強(qiáng)的91%左右。同理，比較導(dǎo)流罩出口和外圍中段監(jiān)測(cè)點(diǎn)的流場(chǎng)壓強(qiáng)，可以發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)和數(shù)值模擬的比值分別為89.9%和95%?？梢?jiàn)，相同來(lái)流工況下試驗(yàn)和數(shù)值模擬中流場(chǎng)壓強(qiáng)差距較小，根據(jù)伯努利方程，可知兩者在特征測(cè)量點(diǎn)的流速值也比較接近。綜上所述，此次數(shù)值仿真選用的湍流模型和邊界條件設(shè)置較為合理，網(wǎng)格劃分拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較好，保證了相應(yīng)結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

根據(jù)試驗(yàn)記錄的水輪機(jī)啟動(dòng)流速要求，帶導(dǎo)流罩工況下水輪機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)流速為0.6 m/s，比無(wú)導(dǎo)流罩工況下水輪機(jī)系統(tǒng)的0.9 m/s啟動(dòng)流速小得多。由此可見(jiàn)，15°攻角的折線型導(dǎo)流罩能夠增加葉輪附近的來(lái)流速度，有效提高水輪機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，具有較好的導(dǎo)流聚能效應(yīng)。

4 結(jié)論

a.折線型導(dǎo)流罩的水動(dòng)力性能很大程度上取決于其收縮段和擴(kuò)散段的攻角大小。攻角偏小會(huì)增加結(jié)構(gòu)縱向投影面積，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受到流體的阻力增大和結(jié)構(gòu)質(zhì)量增加;攻角偏大致使結(jié)構(gòu)內(nèi)部流場(chǎng)不均勻，導(dǎo)流效果較差。數(shù)值模擬顯示，15°攻角的折線型導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)兼具阻力較小和導(dǎo)流聚能效果較好的特點(diǎn)，水動(dòng)力性能較其他攻角的折線型導(dǎo)流罩更優(yōu)。

b.加裝15°攻角折線型導(dǎo)流罩的水輪機(jī)系統(tǒng)水動(dòng)力性能數(shù)值模擬顯示，導(dǎo)流罩結(jié)構(gòu)可以大幅度提高水輪機(jī)的工作效率，相同工況下比無(wú)導(dǎo)流罩水輪機(jī)輸出功率提高30%左右。

c.模型試驗(yàn)證明了數(shù)值模擬的可靠性。15°攻角的折線型導(dǎo)流罩既有較好的水動(dòng)力性能，又可以極大改善建造工藝，降低運(yùn)營(yíng)成本，為與該自適應(yīng)、懸浮型潮流能水輪機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相匹配的最佳三段式折線型導(dǎo)流罩，更加符合導(dǎo)流罩設(shè)計(jì)的基本原則。

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