135度扭转角萨沃纽斯垂直轴水轮结构

　　该结构面向低流速、流向不稳定的近岸水域、河道监测平台、海洋工程试验装置以及小型分布式能源场景，核心用途是把水流或低速气流中的动能转换为旋转机械能，后续可连接发电机、传感节点供电单元或实验测功系统。与常规水平轴叶轮相比，萨沃纽斯式转子不需要严格对准来流方向，在潮汐往复、河道紊流、港口边缘涡街等复杂流场中仍能保持启动能力，适合布置在维护空间有限、对启动转矩要求较高的位置。

　　模型采用上下圆形端板夹持扭转叶片的布置，转子主体直径按1.2m控制，轴向高度按1.2m建立，叶片扭转角取135°。端板的作用不仅是限定叶片上下边界，也能减少叶尖区域流体沿轴向逃逸，使进入半圆柱工作面的流体更多参与推动转子旋转。扭转叶片在周向上连续改变相位，使转子在不同方位角下都存在有效受力面，降低传统直叶片萨沃纽斯转子在某些角度附近转矩跌落明显的问题。建模时需要重点保证叶片曲面与端板内侧面的相切和封闭关系，扭转段不能出现局部褶皱、自交或厚度突变，否则后续导入流体仿真或工程出图时会影响流域分割和零件加工表达。

　　从设计思路看，该类转子并不追求高叶尖速比，而是依靠阻力差和局部曲面导流获得较平稳的低速转矩。叶片重叠与扭转相位决定了流体从凸面侧泄入凹面侧的路径：凹面承接来流形成较大推动压力，凸面则以较小阻力回转；适度扭转可让转矩峰值沿轴向错开，减轻整根轴在一周内的脉动。上下端板外轮廓略大于叶片旋转包络，既作为焊接或紧固件安装基准，也为现场吊装提供夹持边界。安装布置时，转子中心应与支承轴同轴，底部预留联轴器、轴承座和密封件空间；若用于水下，还需结合流速、水深和泥沙情况校核轴系悬臂长度，避免叶片外缘与防护架、浮体平台或锚固构件发生干涉。

　　结构建模可按端板、扭转叶片、中心轮毂和连接件拆分。端板适合用草图轮廓加拉伸特征表达，叶片则通过轮廓线、引导线和曲面放样形成连续扭面，再按板厚方向生成实体。中心区域应保留与轮毂或主轴连接的安装面，螺栓孔、肋板和加强环可根据实际载荷补充。对于工程选型人员，该三维结构可直接用于外形干涉检查、转子包络确认、试验台架布置以及CFD前处理几何参考；在教学和方案论证阶段，也便于直观比较扭转角、端板直径、叶片重叠率对启动性能和转矩波动的影响。