仿生导叶设计及其水动力学特性研究

杨家富; 王文全; 王秀; 魏新宇; 裴俊先

doi:10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20240300

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 读者登录期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

仿生导叶设计及其水动力学特性研究

水能利用及水电站工程 | 更新时间：2026-02-25

- 仿生导叶设计及其水动力学特性研究
- 仿生导叶设计及其水动力学特性研究
- 水电能源科学 2025年第2期页码：191-195+185
- 作者机构：
  
  四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(52179087)
- DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20240300
  中图分类号： TK730.3
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
移动端阅览
杨家富, 王文全, 王秀, 等. 仿生导叶设计及其水动力学特性研究[J]. 水电能源科学, 2025,(2):191-195+185.

杨家富, 王文全, 王秀, et al. 仿生导叶设计及其水动力学特性研究[J]. 2025, (2): 191-195+185.
杨家富, 王文全, 王秀, 等. 仿生导叶设计及其水动力学特性研究[J]. 水电能源科学, 2025,(2):191-195+185. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20240300.

杨家富, 王文全, 王秀, et al. 仿生导叶设计及其水动力学特性研究[J]. 2025, (2): 191-195+185. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20240300.

摘要

活动导叶作为水轮机的重要导流部件，紧邻转轮，其尾涡结构会进入下游转轮流道，影响机组的运行稳定性。为此，提出一种具有光滑前缘的变截面仿生活动导叶，分析了不同攻角和不同前缘凸起数量下导叶自身水动力特性、尾迹区压力脉动特征和导叶周围流场分布特征。结果表明，在3种不同的攻角下，仿生导叶受到的水动力力矩和径向力相对于原始导叶都大幅降低，最大力矩下降51.2%(攻角20°

sin-two模型)

最大径向力下降40.6%(攻角20°

sin-two模型)。sin-three仿生导叶压力脉动降低显著，对于同一导叶高度处的不同监测点，各导叶模型压力脉动幅值大致相同。sin-three仿生导叶对负力面大尺度流动分离的抑制作用效果最佳，甚至在大攻角30°时，也展现出优秀的流动分离抑制作用。基于仿生的被动流动控制措施对优化水电机组在小流量工况运行时(或导叶处于较大的攻角)的运行稳定性具有重要的参考价值。

Abstract

关键词

Keywords

references

Huang Shengxian,Qiu Huihe,Wang Ying.Aerodynamic performance of horizontal axis wind turbine with application of dolphin head-shape and lever movement of skeleton bionic airfoils[J].Energy Conversion and Management,2022.

Li Yue,Song Yiwei,Xia Shengsheng,Li Qiang.Influence of Guide Vane Slope on Axial-Flow Hydraulic Performance and Internal Flow Characteristics[J].Energies,2022.

Wu Liming,Liu Xiaomin.Dynamic Stall Characteristics of the Bionic Airfoil with Different Waviness Ratios[J].Applied Sciences,2021.

Xiaomin Liu,Xiang Liu.A Numerical Study of Aerodynamic Performance and Noise of a Bionic Airfoil Based on Owl Wing[J].Advances in Mechanical Engineering,2014.

WEIJUN TIAN,FANGYUAN LIU,QIAN CONG,YURONG LIU,LUQUAN REN.STUDY ON AERODYNAMIC PERFORMANCE OF THE BIONIC AIRFOIL BASED ON THE SWALLOW'S WING[J].Journal of Mechanics in Medicine and Biology,2013.

Fish F E,Battle J M.Hydrodynamic design of the humpback whale flipper.[J].Journal of morphology,1995(1).

卜玮晶,潘树昌.混流式水轮机偏负荷工况内流场及压力脉动分析[J].排灌机械工程学报,2023(09).

孙龙刚,徐卓飞,郭鹏程,郑小波.高水头混流式水轮机减负荷瞬态流动特性研究[J].水利学报,2022(11).

刘殿海,祝宝山,陈帅,陈振木,张飞.导叶开度对水泵水轮机调相运行水环流动的影响[J].排灌机械工程学报,2022(10).

方新宇,赖喜德,陈小明.中比转速混流式水轮机活动导叶翼型对无叶区压力脉动的影响[J].中国农村水利水电,2022(08).

李琪飞,马琴珍,辛路.导叶头部圆半径对水泵水轮机水力特性的影响[J].华中科技大学学报(自然科学版),2022(03).

宋罕,庞嘉扬,王海涛.导叶开度对混流式水轮机压力脉动特性的影响[J].甘肃水利水电技术,2021(02).

吴子娟,梁武科,董玮,陈帝伊.活动导叶分布圆直径对混流式水轮机水力性能的影响[J].农业机械学报,2019(05).

张康,杨爱玲,董云山,陈二云,戴韧.长耳鸮翼型气动及声学特性研究[J].能源研究与信息,2018(02).

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于主轴补气的混流式水轮机低水头高负荷工况功率低频振荡抑制策略

下游河道水位升降扰动下尾水系统明满流瞬变特性研究

混流泵空化过程中气泡演化与压力脉动特性研究

抽蓄机组转速—开度联合调节变负荷过程三维水力特性

叶根倒圆角对离心泵性能及压力脉动影响研究