哈尔滨工程大学学报2023,Vol.44Issue(1) :32-39.DOI:10.11990/jheu.202108038

基于田口法的双转子螺旋型水轮机效率优化

Efficiency optimization of twin helical hydrokinetic turbines based on the Taguchi method

张爱明 陈丹 马勇 胡超
哈尔滨工程大学学报2023,Vol.44Issue(1) :32-39.DOI:10.11990/jheu.202108038

基于田口法的双转子螺旋型水轮机效率优化

Efficiency optimization of twin helical hydrokinetic turbines based on the Taguchi method

张爱明 1陈丹 1马勇 2胡超3
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作者信息

  • 1. 中山大学海洋工程与技术学院,广东珠海 510000
  • 2. 中山大学海洋工程与技术学院,广东珠海 510000;南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海),广东珠海 510000
  • 3. 哈尔滨工程大学船舶工程学院,黑龙江哈尔滨 150000
  • 折叠

摘要

为提高双转子垂直轴螺旋型水轮机的输出功率,探索不同设计参数对水轮机输出功率的影响规律,本文使用田口法对影响水轮机效率的5个因素(翼型、桨距角、包率、间距比和旋转方向)在4个水平下进行分析.构建五因素四水平正交试验表,并分别对正交试验表中的工况进行数值计算.研究结果表明:优化后的双转子水轮机效率比初始设计水轮机高22.86%.各因素对水轮机效率影响程度按大小排序依次为翼型>桨距角>间距比>包率>旋转方向.5因素效率最佳组合为A4(0024)、B3(3°)、C1(1.00)、D4(--)、E2(1.6).峡谷效应是提升双转子垂直轴螺旋型水轮机效率的主要原因.双转子螺旋型水轮机对尾涡的流向干扰作用较强,水轮机布置时应该合理利用该特点.研究结果可为垂直轴水轮机的优化设计提供参考.

关键词

螺旋型水轮机/双转子/田口法/效率/优化设计/翼型/桨距角/包率/间距比/旋转方向

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基金项目

国家自然科学基金(51879064)

国家自然科学基金(52071348)

广东省自然资源厅促进经济高质量发展项目(GDOE[2022]30)

南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)创新团队建设项目(311020013)

出版年

2023
哈尔滨工程大学学报
哈尔滨工程大学

哈尔滨工程大学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.655
ISSN:1006-7043
参考文献量17
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