仿生前缘结节涡轮

高叶尖速比下高效捕能

前缘结节结构通过改变叶片吸力面压力分布和流动分离，扩大了尾流恢复区域，在高叶尖速比下具有更优的能量转换性能。

Fan, Menghao · Sun, Zhaocheng · 俞然 · Xiangwei, Dong · 李增亮 · Yiqi, Bai

Journal of Fluids and Structures 2023

技术优势

高叶尖速比下效率高

前缘结节抑制了叶片吸力面的流动分离，使得在高叶尖速比下仍能保持较好的能量转换性能。

尾流恢复更快

前缘结节改变了压力分布和流动分离行为，尾流恢复区域扩大，有利于下游涡轮的布置。

数值模拟可靠

大涡模拟得到的归一化平均速度剖面与实验数据一致，可用于预测此类涡轮的性能和尾流湍流。

应用场景

• 潮汐能发电：提升潮汐涡轮在高叶尖速比下的捕能效率，扩大尾流恢复区域。
• 海洋可再生能源：为海洋可再生能源装置提供高效叶片设计，增强涡轮性能。
• 流体机械设计：仿生前缘结节可优化叶片表面流动分离，改善流体机械性能。
• 水动力测量：提供 LES 验证的水动力测量方法，用于分析尾流湍流特性。