仿生尾水管

抑涡降脉动

将座头鲸鳍前缘凸起结构引入尾水管设计，以抑制涡流分离并降低压力脉动，从而提升水轮机运行稳定性。

Guanzhe, Cui · Xiao-Wen, Huang · 闫妍 · 王文全

Physics of Fluids 2025

参数信息

峰值压力脉动降幅

28 %

锥管段主压力脉动幅值降幅

47 %

肘管段压力脉动幅值降幅

30 %

技术优势

降低压力脉动

仿生凸起破坏直锥段壁面环形涡，使锥管段主频幅值降低47%。

抑制涡流分离

凸起结构有效抑制旋流涡的形成与分离，改善尾水管内部流动稳定性。

减少疲劳失效

压力脉动幅值降低，有利于避免机组疲劳破坏，提升运行可靠性。

应用场景

• 水轮机：用于水轮机尾水管改造，降低压力脉动和振动，延长机组寿命。
• 水电：提升水电站机组运行稳定性，减少疲劳故障，保障电网调峰能力。
• 流体机械：提供新的被动流动控制方法，改善流体机械内部涡流诱导的不稳定流动。