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水轮机导叶含端面间隙的水动力学研究 总被引:7,自引:0,他引:7
本文基于N-S方程和标准κ-ε紊流模型,采用贴体坐标和结构化网格,用SIMPLE算法,对带有间隙导叶叶栅进行三维不可压定常粘性流动数值模拟。详细研究比较了导叶有无间隙两种情况下的水轮机导叶水动力学特性,揭示了水轮机导叶端面间隙流动的运动规律以及间隙流动对主流的影响,计算结果与实验吻合,从而为导叶及上下端面的磨蚀以及水轮机的水力稳定性提供理论依据。 相似文献
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对水轮机转轮内部三维素流计算的基本方法进行了简要介绍,并采用贴体坐标下的有限体积法和K-ε模型,对丰满水电站7号水轮机转轮内部的三维粘性流动进行数值模拟,确定了转轮叶片的切割量,从而对7号水轮机转轮进行割边增容,收到了较好的效果,为老旧水轮机增容改造探索出一条新的道路. 相似文献
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基于性能预测的水轮机水力优化设计 总被引:13,自引:0,他引:13
赖喜德 《水动力学研究与进展(A辑)》2002,17(6):656-664
本文分析水轮机过流部件内的三维流动特点及现行的水力设计方法存在的问题,提出了在采用传统的过流部件水力设计进行流道初步设计后,考虑各过流部件耦合作用关系,对整个流道进行三维粘性流动计算分析及性能预测,以流场数值模拟取代模型试验,修改完善设计的水力优化设计思想和方法。以某混流式水轮机设计为例,给出性能预测和部分优化设计结果,证明文中提出的思想和方法是切实可行的。 相似文献
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应用二维湍流计算方法和试验手段,对采用了新型三维导叶的混流式模型水轮机进行了研究。数值计算中,采用了全三维全流道的湍流计算方法,基于标准κ-ε湍流模型和SIMPLEC数值方法,从蜗壳进口到尾水管出口,包含所有流道在内的整体一次完成计算,得到速度场和压力场的分布,分析了不同导叶形式对水轮机流动的影响。通过试验分析了模型水轮机的能量特性和压力脉动情况。 相似文献
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概述了水轮机内部流动计算近几十年的发展历史与研究现状,介绍了水轮机内部三维流动计算的控制方程及其解法以及常用商业软件,总结了湍流的数值计算方法,重点讨论了湍流模型理论,并指出水轮机内部湍流计算正朝着全三维、小尺度、瞬时化处理发展。 相似文献
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利用三维粘性流动数学模型,研究了台阶突扩流动的三维特性。不同的雷诺数Re情况下,计算所得的流态、流速和压力分布与B.F.Amarly等的试验和计算结果相吻合,表明所建立的三维粘性流动数学模型具有较强的模拟能力和较高的计算精度。 相似文献
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传统的水轮机改造方法是针对水电站水轮机中拟改造的过流部件和实际运行条件,采用类似新电站设计的多方案设计和模型试验进行性能对比来论证改造方案和验证设计,在水轮机改造过程中,因受到了已有流道的限制,其过流部件与新建电站的设计思路有很大的差异,根据水轮机改造中过流部件设计的特点,基于数字化设计与试验的思想,对全流道进行联合的三维粘性流动数值模拟,在数值模拟的基础上进行性能预测,以数值试验取代模型性能试验,提出一套基于数值试验的水轮机改造技术,并简介该技术在水电站水轮机改造中的实际应用情况。 相似文献
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离心泵叶轮内部流动数值解的评价 总被引:1,自引:0,他引:1
在贴体坐标系下,采用有限差分法计算了一个用激光测速计(LDV)测量过的实验叶轮内部无粘性流动。计算表明,在最优工况数值解与LDV测量值最大相对误差为17%,最小相对误差为2.7%,平均相对误差为11%.这一结果说明在最优工况,叶轮内部无粘性流动的数值解与实验得到的粘性解比较接近。因此采用叶轮内部无粘性流动模型和贴体坐标下系的有限差分法来进行离心泵叶片准三维反问题设计有较好精度。 相似文献
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混流式水轮机内部流动的计算 总被引:1,自引:0,他引:1
应用弱可压流理论、大涡模拟方法计算水轮机内部三维非定常湍流和有旋流的数学模型,并用三维欧拉方程程序直接计算速度、压力、涡量等原参数的时间渐进值,在多种工况下对混流式水轮机内部流动进行了模拟. 相似文献
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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. 相似文献
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计算机数值模拟在水轮机水力分析中的应用简述 总被引:1,自引:0,他引:1
基于雷诺时间平均NavLeR-StOkeS方程的三维紊流粘性流动数值模拟已被成功地应用于预测水轮机各过流部件的流动特性和能量损失,并具有重要的实用价值,本文对近年来这一领域的部分研究成果进行了简要的回顾与综述。 相似文献
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混流式水轮机弯肘型尾水管在部分负荷工况下产生带气泡的尾水涡流, 涡流在离心力的作用下形成与水流共同旋的涡带,由此产生的低频压力脉动是混流式水轮机面临的一个普遍性问题。水轮机中存在的水力压力脉动现象将诱发转轮叶片疲劳破坏。更有甚者对整个机组、厂房构成威胁, 严重影响了机组的安全稳定运行。本文采用全流道三维非定常流动数值模拟方法, 研究三峡混流式水轮机在部分负荷工况运行时,由尾水管涡带以低频的周期在尾水管内旋进引起的压力脉动现象。采用全流道非定常流动粘性湍流计算,计算结果表明在各记录点都捕捉到了涡带低频压力脉动:频率为0.333Hz, 是转频1.25Hz的3.75分之一,相近工况模型试验实测涡带频率为5.31Hz, 是转频18.62Hz的3.51分之一,从涡带频率看计算结果与试验测量结果一致。 相似文献
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基于混合平面法的轴流式水轮机内三维湍流数值模拟 总被引:1,自引:1,他引:1
通过求解由κ-ε双方程湍流模型封闭的三维时均N-S方程对轴流式水轮机内部四个典型工况的全三维紊流场进行了计算,并采用“混合平面”法处理转轮与导叶问动静耦合流动的参数传递和相互干扰问题。捕捉到了轴流式水轮机内部压力分布和速度分布等重要的流动信息,在此基础上计算了四个工况下转轮的水力效率。结果表明,该方法能够较为准确地预测出轴流式水轮机转轮与导叶间的总性能参数及内部流场结构,所得到的结果对进行轴流式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。 相似文献
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混流式水轮机内三维定常湍流数值研究 总被引:12,自引:0,他引:12
基于 k-ε紊流模型和三维时均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.捕捉到了水轮机过流部件内的流场和非最优工况下转轮通道及尾水管内的旋涡结构与演化特征等流动信息.结果表明,水轮机的全通道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. 相似文献