混流式水轮机引水部件的流动计算

本文用二维边界元法计算了混流式水轮机全部引水部件的二维势流流场.提出了引水部件二维势流模型.在边界元计算中,采用了常数单元积分的解析公式,并将库塔条件直接引入了边界元方程中.避免了复杂多连通域中库塔条件的多重迭代.计算结果与一个模型实验结果吻合较好.图5参6     

在定常流动下混流式水轮机叶片横向振动特性分析

使用一般壳体理论及ALE描述下叶片近壁区流动控制方程，在正交流线坐标系中建立了描述混流式水轮机叶片振动的一般方程，并将叶片在流向与展向的振动对横向振动的影响表示为参数函数，构造出描述叶片横向振动的Mathieu方程，从而可利用数学上熟知的Mathieu方程的特性分析叶片的横向振动。     

混流式水轮机转轮叶片流固耦合振动特性分析

考虑水体的压缩性，用有限元法的位移一压力格式及Galerkin法对混流式水轮机转轮叶片一流体组成的流固耦合系统进行离散，建立了流固耦合系统的振动控制方程，在此基础上对转轮及单个叶片的耦合模态进行了计算，详细分析了转轮及叶片在水中的动力特性，发现叶片在流固耦合情况下的一些新的特性。     

混流式水轮机全流道三维几何数字化造型

针对混流式水轮机叶片形状复杂给三维实体造型带来的困难,借助于CAD软件中的水轮机二维图形,在Unigraphics软件平台下对水轮机全流道过流部件的三维数字化进行造型.研究结果表明,该模型与实际情况基本吻合,可供设计参考.     

大型混流式水轮机的疲劳设计

针对大型混流式水轮机转轮的上冠和叶片连接处产生疲劳裂纹的问题,提出了一个完整的疲劳强度设计方法。它包括了确定设计载荷谱、有关材料的疲劳特性指标及其影响系数、寿命和安全系数的计算方法等。这一研究成果结束了大型混流式水轮机长期以来所采用的半经验静态设计方法,为水轮机疲劳失效的安全可靠性评估提供了依据.     

混流式水轮机转轮的计算机设计研究

概要介绍混流式水轮机转轮计算机设计的水力设计方法,其一般原理同样适用于离心泵和混流泵叶轮的设计。     

基于CFD的混流式水轮机改造流道内部流动特性研究

针对老旧水轮机无适合新型转轮的情况下,通过适当的改型设计,根据标准k-ε双方程和雷诺时均（N-S）方程,给定转轮边界条件,建立混流式水轮机流道内部流动的数学模型。通过CFD对水轮机进行数值模拟,获取优化后的转轮内部、活动导叶和固定导叶速度分布及叶片压力分布,通过流场分析,提高改造的可靠性。结合具体电站的应用案例,改造后结果表明：尾水管中回流细微、涡带较弱,水流在引水蜗壳和导水机构中的水力损失不大,平均效率提高5%,平均出力提高4%,水轮机的抗空化空蚀性能及可靠性均得到提高,对混流式水轮机的改造有一定的参考作用。     

混流式水轮机转轮内部流动的准三元有限元解

本文介绍了用有限元法进行水力机械转轮内部流动的准三元计算方法。推导了对水力机械更为适用的S_1和S_2流面的普遍方程。对一高比转速混流式水轮机转轮,进行了包括上冠和下环在内的5个S_1流面的计算,用S_1流面的解构造一个中心S_2流面进行迭代求解。给出了详细的计算结果。     

混流式水轮机改造前后内部流动特性对比分析

为探究混流式水轮机改造前后的能量性能、空化性能及水力稳定性,基于流场数值模拟方法,对改造前后的水轮机进行全流道三维定常空化湍流计算及全流道三维非定常湍流计算。结果表明,改造后的水轮机临界空化系数降低13%,效率提高6.2%,且改造后水轮机转轮与活动导叶交界面处4个监测点脉动幅值最大降低17.8%,最小降低7.1%,该水轮机组的抗空化空蚀性能及可靠性均得到极大的提高,对混流式水轮机组的改造有一定的指导作用。     

低比速混流式水轮机特性曲线的近似模拟

为了方便地近似模拟低比速混流式水轮机全范围的各种特性曲线,根据水轮机效率和流量的影响关系及已有试验结果,构造出水轮机效率和流量的近似数学解析式,以一个低比速混流式机组为例,近似模拟了水轮机的各种特性曲线,并与传统方法得到的水轮机运转综合特性曲线进行比较。结果表明,这种构造数学解析式的方法能近似模拟水轮机全范围的各种特性曲线,且方法简单方便。     

民治水电站混流式水轮机空化特性的试验研究

空化是一种具有较大破坏性的水力学现象,亦是威胁水轮机安全稳定运行的常见因素,以民治水电站混流式水轮机的D568-F17模型水轮机为例,对其进行能量试验,根据能量试验结果,选择合适的工况进行模型空化试验,并根据空化试验结果预期原型水轮机的空化特性。试验结果表明,原型水轮机的最高效率、额定效率和加权平均效率均满足水电站合同文件的相关技术要求;同时额定工况临界空化系数、初生空化系数亦满足水电站合同文件的相关技术要求。     

长短叶片混流式水轮机空化特性的数值模拟

鉴于目前削弱水轮机空化和空蚀存在的问题,以某适用于300m水头的混流式水轮机为例,采用CFD技术计算其运行范围内若干工况的内部流动情况,重点分析其空化和空蚀性能,并比较了采用长短叶片转轮和仅采用长叶片转轮的流场分布及其空化特性。结果表明,采用长短叶片结构的水轮机的转轮内部流态较好,流场分布更加合理,空化性能明显优于仅采用长叶片的水轮机。     

混流式水轮机转轮裂纹扩展探讨

对转轮常用材料ZG20SiMn进行JICda/dN及△kth测定，初步建立了转轮裂纹扩展模型，并对已运行转轮进行了计算，结果与实际相符。图5表7参3     

大型混流式水轮机低水头运行振动特性研究

基于机组安稳运行和调度的需要,有必要研究大型混流式水轮机在低水头运行区的振动、空蚀及疲劳等特性,从而在保证调度需求的同时,通过采用合理控制方式避开不利于机组长期运行的区域。以猴子岩水电站#2机组为例,根据电站机组形式及调度运行需求,采用多种测量方法综合分析其在低水头工况下的全负荷区的振动原因及特征,并提出了大型混流式水轮机低水头运行的一般振动特征。研究成果可用于指导工程实践。     

混流式水轮机转轮的刚强度分析

运用CFX软件对混流式转轮不同工况下的流场进行计算，得出作用在转轮上的压力。通过有限元软件把叶片的压力分布作为荷裁加载到转轮上．由此精确地计算变工况下的混流式转轮及叶片刚强度，确定出混流式转轮叶片上的应力和变形。     

颗粒对混流式水轮机内流场及外特性的影响

为了研究颗粒对混流式水轮机内部流场和外特性的影响,采用单相和固液两相流模型对某电站的高水头混流式水轮机进行全流道非定常数值模拟,分析水轮机运行在典型工况(小流量工况、额定工况、大流量工况)时的外特性和压力脉动特性。结果表明:颗粒的存在会不同程度降低水轮机效率,平均降低1%左右。在监测点P_1(转轮与活动导叶的交界面)处,颗粒的存在不同程度增加了此处的压力脉动,小流量工况下增加幅度最大;监测点P_5(尾水管)处,小流量工况下颗粒的存在增加了此处的低频压力脉动,大流量下颗粒的存在略微削弱了此处的压力脉动幅值。     

高比转速混流式水轮机能量转换特性的研究

混流式水轮机各过流部件的能量特性及损失一直是人们十分关心的问题，国内外学者在这一领域进行了一定的研究，但对高比转速水轮机的研究还不多。该文介绍了ｎｓ＝２６０的混流式水轮机能量特性及水力损失分布的实测结果，并对在最优工况下各过流部件的损失进行发估算，其值与实测结果较吻合。可用于性能预估。     

混流式水轮机空化声发射信号的混沌特性分析

针对水轮机空化过程中声发射信号表现出的强烈非线性和非平稳性,提出了水轮机空化声发射信号的混沌特性分析方法,研究了混流式水轮机空化声发射信号的混沌特征及其变化规律.基于混流式水轮机模型空化试验采集了不同空化状态下典型测点处的声发射信号,检验其混沌性后进行相空间重构,计算得到重构信号的关联维数和最大Lyapunov指数,分...     

混流式水泵水轮机轴向水推力计算方法

混流式水泵水轮机的轴向水推力对机组的结构设计和安全运行影响重大,但关于水推力精确计算的研究较少。对此,首先理论上阐释了轴向水推力的组成成分并进行各成分的机理分析。依靠CFD分析技术和相关测试技术进一步对某混流式蓄能机组的轴向水推力进行了数值计算和两个方案的现场测试,经过相互分析验证比较,最终掌握了混流式水泵水轮机轴向水推力的变化规律并提供了一种较为准确的计算方法。研究成果为深入分析奠定了基础。     

混流式水轮机转轮叶片应力与机组出力的关系

本文给出了混流式水轮机转论叶片应力与机组出力的两次实权的动态测试结果.混流式水轮机转轮叶片的平均应力均随机组出力的增加而增大;两者成线性关系.动应力一般不超过平均应力的20%.