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叶栅附体对直叶水轮机的性能干扰研究的开题报告

一、研究背景和意义

直叶水轮机是一种常用的水力发电设备，其性能受多种因素影响，

其中叶栅附体是一个重要的因素。叶栅附体是指在叶片表面附着的微生

物、水草、藻类等生物物质，会改变叶片表面形态和疏水性，从而影响

水轮机的流动性能。

目前，已有一些研究关注叶栅附体对水轮机性能的影响，但对于直

叶水轮机的研究相对较少。因此，研究直叶水轮机叶栅附体对性能的干

扰具有重要的理论意义和工程实践意义。

二、研究内容和方法

本研究将以直叶水轮机为研究对象，探究叶栅附体对其性能的影响

规律和机理。具体研究内容包括：

1.测试直叶水轮机在不同附体厚度下的性能曲线，比较不同厚度下

的效率和流量与转速的关系。

2.对比有无叶栅附体情况下直叶水轮机在各瞬时点的速度场和压力

场分布。

3.分析叶栅附体对水轮机性能的影响机理，探究其对叶片表面形态、

疏水性以及以下水流对叶片的作用等方面的影响。

研究方法包括数值模拟和实验测试。在数值模拟方面，将使用CFD

软件建立直叶水轮机的数学模型，模拟不同叶栅附着厚度下的水流动力

学行为；在实验测试方面，将在实验室水槽中进行不同条件下的水轮机

性能测试，获取水流动力学参数并与数值模拟结果进行对比分析。

三、研究预期成果

通过本研究，预期可以达到以下目标：

1.探究直叶水轮机叶栅附体对性能的影响规律，揭示其对水轮机性

能的具体影响机理，为水力发电设备的设计和运行提供参考和指导。

2.验证数值模拟的可靠性和准确性，并将实验和模拟的结果进行对

比分析，为水力发电设备模拟研究提供一定的参考和指导。

3.对水动力学领域的研究有一定的拓展和深化，为相关研究提供新

思路和新方向。

四、研究进度安排

1.研究背景和意义阶段，完成开题报告和文献调研（1个月）。

2.数值模拟建模和参数优化阶段，包括直叶水轮机数学模型建立、

参数优化等工作（2个月）。

3.实验测试阶段，包括实验室水槽测试和数据采集（3个月）。

4.对比分析和结果呈现阶段，撰写毕业论文（2个月）。

预计研究周期为8个月。