双涡轮灯泡贯流式水轮机三维 定常流动解析

基于三维N-S方程及标准紊流模型,对双涡轮灯泡贯流式水轮机进行了全三维定常流数值模拟,获得了流场的速度、欧拉能量及压力分布等变化规律。结果表明,CFD分析能较准确地预测双涡轮贯流式水轮机内部流场的结构, 其数值模拟结果可以作为双涡轮贯流式水轮机优化设计及运用的依据。     

水轮机调压阀对水轮机稳定性的影响

为确定在水轮机蜗壳之上安装调压阀对于机组稳定性的影响,以老挝某电站额定工况下运行为依据,分析在水轮机尾水管与蜗壳之间增设调压阀时水轮机发电机组的运行稳定性情况。使用三维建模软件UG建立水轮机全流场模型,模拟流场分布情况;利用CFD流固耦合将流场数据导入结构场,分析在额定工况下调压阀对水轮机的稳定性影响。     

混流式水轮机引水部件内部流动的二维数值模拟与三维模拟比较分析

基于N-S方程和标准k-ε紊流模型,采用CFD计算流体力学软件对HLA 616-WJ-55混流式水轮机原型机的引水部件在最优工况下进行了二维定常数值模拟,获得了流场的速度、压力分布变化规律,并与同型式水轮机的蜗壳三维数值模拟结果进行比较分析。结果表明,二维CFD分析也能较概括地预测引水部件内部流场的结构,数值模拟结果对水轮机选型和优化设计均具有重要的指导意义。     

基于CFD的混流式水轮机流动特性分析

为探究混流式水轮机更新改造前后的水力稳定性,基于CFD性能预测方法,对改造前后的水轮机内部流场进行全流道三维数值模拟分析,探讨水轮机内部流场的速度分布、压力分布、尾水管涡带情况。结果表明:水轮机更新改造后,流道内部流动更加均匀,规律性更强,流态得以改善,运行稳定性提高,机组出力增大,水轮机效率提高,检修周期延长。     

联合BIM和CFD的混流式水轮机蜗壳水力设计

为了探索BIM技术在水力机械设计中的应用，高效模拟设计产品的水力性能，开展了联合BIM技术与CFD的水力机械设计研究。分析了BIM与CFD联合应用的流程以及二者数据交互的方式。以HLFN-LJ-930混流式水轮机为例，将水轮机蜗壳作为重点，对其进行了水力设计，构建了水轮机BIM模型。借助RNG k-ε模型，应用Fluent软件对水轮机全流道流场进行了仿真模拟。模拟结果显示：不同工况下蜗壳BIM模型流场压差较小，速度分布均匀合理，水力性能良好。研究结果表明BIM模型能够为数值模拟提供计算模型底板，有效模拟出水轮机的水力特性，验证了BIM与CFD联合应用于水力机械设计的可行性，对类似水力机械的设计具有一定的借鉴意义。     

轴流式水轮机转轮内三维紊流场预测

转轮是水轮机中影响机组特性的一个重要部件．研究水轮机转轮内三维素流场的流动特性对于提高水轮机组的特性及效率具有重要的意义．本文基于N-S方程和标准的κ-ε紊流模型，采用SIMPLEC算法，数值模拟了轴流式水轮机转轮内的三维紊流场，同时讨论了其收效性和准确性．轴流式水轮机转轮内的三维紊流场数值模拟结果有助于提高轴流式水轮机的水力设计、性能分析和优化设计的水平．     

基于CFD的水轮机内流场分析研究综述

近些年,基于CFD的数值模拟已成为分析水轮机内部流场的重要工具。简要介绍了基于CFD的水轮机内流场分析的研究意义,重点阐述了其在国内外的发展历程及研究现状,最后对未来的发展做出了展望。     

4H型尾水管与窄高型尾水管对水轮机性能影响的模拟对比分析

以某水电站的具体参数为依据,把水轮机的4H型尾水管改型为窄高型尾水管,对两种不同几何尺寸的尾水管进行了全流场数值模拟,预测了尾水管及水轮机的性能,分析了尾水管几何尺寸及形状的改变对水轮机性能的影响。     

基于CFD的轴流转桨式水轮机气蚀分析

随着CFD的快速发展,使利用流体软件对复杂流场内部流体流态分析成为可能,采用单相流及气液两相流混合模型对轴流转桨式水轮机叶片周围流场进行了数学模拟计算。计算研究结果表明,数值模拟结果与实际情况十分吻合,从计算云图中可以清晰地看出转轮叶片各部的压力分布,为水轮机气蚀原因分析提供了较好的依据。     

基于湍流模型的沙粒运动数值模拟

基于Eulerian-Larangian湍流模型对一含沙水流中水轮机全流道流场进行了数值模拟,得出不同断面上的速度分布图,含沙水沙粒的运动轨迹和对机组效率的影响.     

旋转流场中沙粒运动的数值模拟

本文给出了低含沙浓度旋转流场中沙粒运动的数值方法，并得到了沙粒运动方程的通解，同时数值模拟了一水轮机转轮流场中的沙粒运动。     

T型搅拌器数值模拟研究

针对一种新型T型搅拌器,采用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT,利用多重参考系法(MRF)对其的流场进行数值模拟:首先分析对比了T型搅拌器与开启式涡轮搅拌器和圆盘涡轮式搅拌器的湍流强度、搅拌槽内流场特性、时均速度分布和搅拌功率,结果表明T型搅拌器的流场分布较好,能够达到更好的混合效果;通过分析T型搅拌器在不同安装高度下的搅拌特性,确定了指定搅拌槽尺寸情况下最佳安装高度为150mm;最后计算了不同叶片数T型搅拌器的湍流强度分布和搅拌功率,得知槽内搅拌功率随着叶片数的增加而增大,3叶片数的T型搅拌器具有最优的湍流强度分布。本研究对分析和开发类似新型搅拌器有重要的参考意义。     

映秀湾电站水轮机转轮沙水流动数值模拟

为了研究映秀湾水电站水轮机内部沙水流动特性,对水轮机进行沙水流动数值模拟,分析水轮机转轮部分沙水流动情况。研究结果表明,转轮内叶片进水边及出水边靠下环处是泥沙分布的主要区域。研究结果对水轮机泥沙磨损的研究具有指导意义。     

EXPERIMENTAL MEASUREMENT AND NUMERICAL SIMULATION FOR FLOW FIELD AND FILM COOLING EFFECTIVENESS IN FILM-COOLED TURBINE

Numerical simulation of three-dimensional flow field and film cooling effectiveness in film-cooled turbine rotor and stationary turbine cascade were carried out by using the k - ε turbulence model, and the predictions of the three-dimensional velocities were compared with the measured results by Laser-Doppler Velocimetry (LDV). Results reveal the secondary flow near the blade surface in the wake region behind the jet hole. Compared with the stationary cascade, there are the centrifugal force and Coriolis force existing in the flow field of the turbine rotor, and these forces make the three-dimensional flow field change in the turbine rotor, especially for the radial velocity. The effect of rotation on the flow field and the film cooling effectiveness on the pressure side is more apparent than that on the suction side as is shown in the computational and measured results, and the low film cooling effectiveness appears on the pressure surface of the turbine rotor blade compared with that of the stationary cascade.     

基于CFD数值模拟对水轮机尾水管泄水槽涌动现象的改造

对广安高桥电站原型混流式水轮机尾水管及底部泄水槽进行了三维非定常湍流数值计算,得到了泄水槽的非定常流场,对内部的涌动现象进行了流场模拟.通过CFD数值模拟分析看出,原电站的尾水管泄水槽涌动现象严重,影响了该电站的出力和效率的提高,并提出了改进方案.     

新疆夏特水电站水轮机抗磨措施研究

新疆夏特水电站所在克孜河中游含沙量高,是典型的多泥沙河流电站,高含沙量对电站水轮机过流部件的泥沙磨损影响很大。详细分析了电站泥沙的形成及输沙能力以及电站泥沙颗粒级配情况,对夏特电站可采用的水轮机进行了沙水流动的数值模拟和关键过流部件泥沙磨损试验,预估了水轮机的泥沙磨损情况,并提出了抗泥沙磨损的措施。研究结果为夏特水电站水轮机的抗磨设计和运行提供了重要参考依据。     

重力场对贯流式水轮机性能的影响预测

以湖南长沙综合枢纽工程水电站灯泡贯流式水轮机为研究对象建立了几何模型,采用SST k-ω湍流模型对全流道进行了数值模拟。通过对加入重力场前后的计算结果进行对比,分析了重力场对预估灯泡贯流式水轮机性能的影响。分析结果表明：当计算目标为效率、出力等水轮机的外特性时,可以忽略重力场造成的影响;当计算目的是为了预测水轮机的空化性能及结构的计算时,则需要考虑重力场产生的影响。     

混流式水轮机全流道三维定常湍流数值计算

基于标准k-ε双方程湍流模型和三维时均N-S方程,进行了混流式水轮机全流道的三维定常湍流计算.捕捉到了水轮机各过流部件内的流场和尾水管内的涡旋结构等流动信息.结果表明,水轮机的全流道CFD分析能够较为准确地预测出水轮机过流部件内的性能参数及内部流场结构,所得到的结果对进行水轮机的水力设计或改型优化设计等研究具有重要的指导意义.     

MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION DESIGN FOR TRANSONIC TURBINE CASCADES USING SIMULATED ANNEALING ALGORITHM

1.mTRonUCmNKirkpatricketal(1982)Pointedoutthatthereexistsananalogybetweencombinatorialoptimizationproblemandsolidannealingprocess-Inthelightofthisanalogy,Metropolisetalmedelledtheprocessthatsolidapprochesthermalequilibrium,andworkedouttheMetroPoliscriterionintheoptimizationprocess.Subsequently,theydevelopedakindofiter-ativeandcombinatorialoptimizationalgorithm,whichiscalledthesimulatedannealingalgo-rithm(SAA).SAAisasearchalgorithmbasedontheMonte-Carlomethedusedinstatisticalmechan-icsofan…     

水轮机长短叶片转轮三维数值模拟

基于Standard k-ε双方程湍流模型和三维时均N-S方程,进行了混流式水轮机HLA351长短叶片转轮流场的三维湍流数值模拟研究,获得了流道的流速和压强分布.计算结果表明:和常规转轮相比,长短叶片结合的转轮流态较好,流速和压强分布合理,水轮机的全流道CFD分析能够较为准确地预测出水轮机过流部件内的性能参数及内部流场结构.