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。     

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.     

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。     

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。     

水力机械泥沙磨损的数值模拟

作者对低浓度沙水中运行的水力机械的泥沙磨损进行了数值模拟研究。利用Ｅｕｌｅｒｉａｎ－ｌａｇｒａｎｇｉａｎ混合湍流模型对水力机械中湍流速度,压力分布以及颗粒轨迹进行数值计算。同时给出了水力机械中的颗粒反弹模型和磨损模型。通过对一水轮机导叶磨损率的计算,其结果与实际较为吻合。     

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。     

低水头水轮机水力设计的新方法及其应用

本文针对低水头水轮机转轮水力设计中常用的升力法,提出了一种新的水力设计方法,并设计了新转轮。新型转轮的水轮机在水电站的实际运行中,具有较好的能量指标和汽蚀性能。     

水力机械泥沙磨损的数值模拟

作者对低浓度沙水 (平均固体容积浓度Cv<1%,或含沙量低于 2 0kg/m3 )中运行的水力机械的泥沙磨损进行了数值模拟研究。利用Eulerian -lagrangian混合湍流模型 (这个模型是基于两相中的颗粒源项数值技术 ,即液相采用Eulerian描述 ,而颗粒相采用Lagrangian描述 )对水力机械中湍流速度、压力分布以及颗粒轨迹进行了数值计算。同时给出了水力机械中的颗粒反弹模型和磨损模型。通过对一水轮机导叶磨损率的计算 ,其结果与实际较为吻合     

混流式水轮机转轮模态计算及振动特性分析

为深入探究水轮机转轮在运行过程中出现裂纹甚至断裂的原因,以国内某电站所使用的混流式水轮机为研究对象,基于单向流固耦合理论,采用ANSYS CFX和workbench平台对水轮机全流道进行数值计算,得到水轮机转轮自由模态和预应力模态前6阶的固有频率和振型,并将转轮的固有频率与各水力激振力频率进行比较,分析其变形及振动特性。研究结果表明:水轮机转轮最大变形主要位于转轮上冠、下环以及叶片出水边中部;转轮的振型主要表现为摆动、绕轴旋转、弯曲及沿轴向方向上下振动;水轮机在转速n=272.7 r/min下运行时,激振频率与低阶固有频率相近,机组易发生共振。     

水平轴风力机转轮气动性能的数值解法

以有限叶片数的旋涡气动模型为依据，用有限差分法求解描述该模型的积分微分方程，可建立一种确定水平轴风力机转轮气动性能的计算方法。该方法不只用于转轮气动正问题的求解，同时还可作为转轮气动优化设计的依据。本文先着重介绍了Ｈ．Ｅ．茹可夫斯基所提出的转轮旋涡气动模型和他所推导的求解诱导速度的表达式以及求环量分布的积分微分方程。之后，作者将积分方程已有的解法进行了改进，从而得到该方程的数值解，并提出两种求解转     

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     

混流式转轮非粘性流动与边界层的迭代计算

本文提出了一种利用转轮非粘性流动与边界相互迭代计算混流式转轮粘性流动的数值方法，非粘性流动计算采用准正交面法，边界层计算采用积分法。文中给出了计算模型、数值方法及步骤，并给出了一个低比转速混流式转轮的流动解。     

混流式转轮非粘性流动与边界层的迭代计算

本文提出了一种利用转轮非粘性流动与边界层相互迭代计算混流式转轮粘性流动的数值方法。非粘性流动计算采用准正交面法，边界层计算采用积分法。文中给出了计算模型、数值方法及步骤，并给出了一个低比转速混流式转轮的流动解。     

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。     

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.     

高水头贯流式水轮机转轮的设计研究

高水头贯流式水轮机是一种新近研究成功的机型。杜同教授一开始就提出了导水机构V_m·R=const的流场分布规律,而且实验也证明了这一点是正确的。本文在分析了高水头贯流式水轮机与现代化混流式和一般贯流式水轮机水力性能的基础之上,阐明了高水头贯流式水轮机是一种很有发展前途的水轮机。但是由于目前推广的该型水轮机的转轮是套用一般混流式水轮机的转轮,然而套用的转轮并不适合新型水轮机的流场特点,使新型机的水力     

沙河抽水蓄能电站技改转轮空化特性分析

沙河抽水蓄能电站投入运行多年,在机组检修期间发现两台水泵水轮机转轮存在空蚀缺陷.为了彻底解决此问题,文中基于对空化发生原因的分析,通过数值模拟对转轮进行了优化设计,并对优化后的转轮开展了模型试验.数值模拟结果表明,优化后的转轮压力脉动较小,效率水平较高,叶片表面压力分布均匀,最低压力分布合理,电站汽蚀余量NPSHp大于...