水力机械转轮反问题数值研究与进展

介绍了水力机械转轮准三维和全三维反问题数值计算以及优化设计研究现状，分析讨论了各种转轮设计方法的特点，提出了水力机械转轮反问题数值研究所急需解决的一些关键问题。     

混流式转轮叶片优化设计的理论探讨

本文针对混流式转轮水力设计中的一些具体问题，综合参考气体透平机械和平面叶栅的优化设计方面的研究成果，结合混流式转轮的流动特点，建立了一套较为完整的混流式转轮叶片的优化设计数学模型，使混流式水轮机转轮叶片在回转流面上的叶型优化设计问题归结为非线性规划问题的最优化解，如将该方法与已开发的水力ＣＡＤ系统结合使用，将会使水力ＣＡＤ系统发挥更大的作用。     

轴流式转轮三元粘性流动数值计算

为进一步提高轴流式转轮的设计精度与性能,采用时均Navier-Stokes控制方程,标准k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,对一轴流定浆式水轮机转轮内三元粘性流动进行了数值模拟。提出了水力损失计算方法,获得了转轮的预测效率。分析了转轮内部流场分布规律,建立了叶片表面压力在包角范围内的变化曲线,有助于认识转轮内真实流动现象,为改善设计提供可视化数据支持。     

基于BladeGen的混流水轮机转轮叶片优化研究

基于CAD-CFD软件对混流式水轮机转轮叶片优化进行研究,使用Workbench/BladeGen进行参数化造型,结合CFD实现了对转轮整体性能的优化设计。首先根据二元理论设计出适用水头为140 m～170 m的混流式水轮机转轮,根据流场数值分析结果,利用BladeGen控制与优化转轮的几何参数,最终改善了流态并提高了效率。BladeGen可以方便地控制转轮的结构参数,便于探讨水轮机结构与性能的复杂关系,在水力机械设计中具有较好的应用前景。     

轴流式转轮叶片优化设计数学模型的建立

本文采用最优化原理和ＣＡＤ技术，对轴流式水轮机转轮叶片优化水力设计进行了理论分析和应用研究。在转轮翼栅流体动力学理论分析基础上，建立了反映轴流式转轮叶片几何参数（ｌ／ｔ，ｄＢ，ｓ等），工作参数（ｎ１，Ｑ１，Ｈ，Ｄ１等）与特性指标（ｎｓ、σ等）之间变化关系的多目标约束非线性规划的优化水力设计数学模型。     

水力机械转轮正问题数值研究与进展

水力机械转轮正问题数值和转轮性能预估研究作了全面的评述，分析讨论了各种数值模拟方法的特点，对水力机械转轮正问题数值研究发展提出了建议 。     

轴流式转轮叶片优化设计数学模型的建立

本文采用最优化原理和ＣＡＤ技术，对轴流式水轮机转轮叶片优化水力设计进行了理论分析和应用研究。     

沙水中轴流式水轮机的优化设计及其CAD系统

本文作者从流体动力学出发 ,依据多相流动理论 ,研究了轴流式水轮机过流部件中的沙水运动、泥沙磨损机理及流动特性 ,分析它们之间的关系 ,优化流道参数。并利用奇点分布法来设计轴流式水轮机转轮叶片 ,开发出了轴流水轮机的转轮叶片水力设计的CAD系统 ,给出一具体算例。     

双向贯流泵转轮特性分析

针对双向贯流泵转轮目前尚无成熟的设计方法 ,而实际应用又需要这种泵型这一问题进行了研究 .通过流场计算与模型试验 ,对经验设计的双向贯流泵转轮进行了内部流场特性分析与外部特性模型试验 .研究结果表明 ,凭经验设计出的“S”形叶片的水力性能比较好 ,能够满足双向抽水要求     

沙水中轴流式水轮机的优化设计及其CAD系统

本文作者从流体动力学出发，依据多相流动理论，研究了轴流式水轮机过流部件中的沙水运动，泥沙磨损机理及流动特性，分析它们之间的关系，优化流道参数，并利用奇点分布法来设计轴流式水轮机转轮叶片，开发出了轴流水轮机的转轮叶片水力设计的CAD系统，给出一具体算例。     

超低水头轴流式水轮机反问题设计及水力特性研究

基于准三维的反问题设计方法,设计了可用于低水头可再生能源开发的超低水头轴流式水轮机的导叶和转轮叶片.导叶为等厚叶片,转轮叶片采用空化性能良好的NACA 66(MOD)翼型.设计中根据给定的进出口边环量分布及叶片表面载荷分布,在满足无撞击进口水流条件下,计算、调整叶片剖面翼型的拱度和安放角.为了验证设计方法的有效性,还对该轴流式水轮机进行了全流道的三维定常湍流计算.计算结果表明:流道内水流流动平顺,水力损失小,最高效率可以达到92.16%,且在较宽的水头变幅内,水轮机均具有良好的水力性能.     

水布垭水电站水轮机的水力设计

针对水布垭水电站的实际特点 ,较详细地阐述了现代大型水轮机设计技术在工程的成功应用 ,结合先进的CFD流动仿真分析技术重点分析了水轮机转轮及通流部件的水力设计优化 .这种方法具有可靠性好的特点 ,大大缩短了大型水轮机的设计开发周期 ,并可准确地进行性能预测 ,显著提高了水轮机水力设计的技术含量和质量     

关于斜流泵的开发与研究—转轮水力损失计算式的推求

本文推导了在转轮中速度分布以及水流运动的边界层参数被给出的情况下转轮水力损失的计算公式,并将计算值与实测值进行了比较,两者达到良好的一致,证明这一计算方法是合理的。     

回龙1号机组水导轴承瓦温升高原因分析

本文分析了回龙抽水蓄能电站,1号机组拐臂连扳脱落,导叶失控,造成转轮水力静态压力失衡,致使水导轴承瓦温升高.同时,分析了失控导叶在不同工况下所处的位置,对转轮水力静态压力以及水导轴承的影响.     

基于CFD的水轮机叶片对转轮流场的影响分析(英文)

采用FLUENT软件对长短叶片混流式水轮机HLA351转轮在额定工况下进行了三维定常数值模拟,较好地预测了转轮内部流场详细情况.计算结果表明,增减短叶片,转轮内部流态出现了较大的变化,其中长短叶片结合式转轮流态最好,水力性能最优,长叶片转轮次之,短叶片转轮较差.     

灯泡混流式水轮机的研究与设计

本文作者将混流式水轮机的转轮应用于灯泡式机组中 ,介绍了这种灯泡混流式水轮机的基本原理、水力性能、水流运动规律及其过流部件的水力设计理论 ,并提出了这种水轮机的结构设计方法。通过分析研究 ,这种新型水轮机具有混流式水轮机和贯流式水轮机的优点 ,而避免了它们的缺点 ,可以在较宽的应用水头范围内替代现代应用最广泛的混流式水轮机 ,广泛使用于中小型水电站中     

可逆式水轮机水泵断电变工况研究

针对抽水蓄能电站稳定性的要求,利用可逆式水轮机水泵工况断电过程中蜗壳出水边的压力始终保持恒定(水轮机工况的水头)、机组转速连续变化这一规律,在Fluent软件中变换转轮的边界条件设置,达到模拟可逆机水泵断电不同工况点水力变化的目的。计算时采用雷诺时均方程和RNG k-ε湍流模型,压力和速度耦合采用半隐式方法(SIMPLEC)算法。数值实验结果直观地反映了不同工况点叶片表面的压力分布、蜗壳内部的流场漩涡分布、水力损失等,对可逆式水轮机的转轮设计和结构优化有一定的参考价值。     

双流道水力透平的导叶优化研究

参照中开泵的结构构成机理与水轮机的转轮设计原理,开发出一种低比转速水力透平机。利用CFD软件,对添加了4种不同翼型导叶的水力透平机进行数值模拟。结果表明:头部较厚的传统导叶不利于水流绕流,在引、导水部件处能量损失严重;而在带有头部减薄的负曲率导叶的水力透平机中,具有合理的内流场分布、最优的能量回收效率,且在某一特定工况下,其水力性能远远优于拥有其他3种导叶叶型的水力透平机。     

混流式水轮机轴向水推力计算研究

在水力设计及结构设计的基础上，通过理论分析计算．可以较精确地计算出转轮的轴向水推力，同时指明了水推力系数ｋ的变化规律，并通过试验验证其正确性。     

斜流式水轮机转轮叶片

本发明涉及一种斜流式水轮机转轮叶片，通过对斜流式水轮机的研究，采用系统设计，综合考虑水轮机性能指标与几何参数各特性间的影响，应用斜流式水轮机的设计方法和优化理论，对该叶片建立了合理的流动模型，利用准三元理论，通过对S1／S2流面进行迭代计算，设计制造出具有良好水力性能的斜流式水轮机转轮。