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。     

混流式水轮机转轮的研究和辅助设计

随着计算机应用和计算方法的发展,现在已经可以用计算机进行转轮的水力设计和强度计算,可以在计算机上进行数值模拟,预估水力性能,从中筛取优良的设计方案进行模型试验,这就改变了单纯依靠模型试验获取最优方案的传统作法,节省了人力、物力和能源,缩短了新转轮的研制周期,把水力机械研制工作的水平推进到了新的阶段。     

可用于混流式水轮机叶片三元设计的反问题计算方法

本文根据两类相对流面概念,建立了混流式转轮叶片设计的反问题特征线解法数学模型。并据此编制了已知轴面流场的反问题计算程序,所设计的叶型不仅符合流线（正交）方程及连续方程,而且满足运动方程,该法不仅是在给定轴面流场下设计叶片的方法,而且是正反问题迭代的基础,即可用于混流式水轮机叶片的三元设计。     

混流式转轮叶片背面的加厚方法

本文提出了一种把流面保角变换至平面,在变换平面上加厚叶片并确定轴面截线的方法。     

混流式水轮机转轮二元理论设计中叶片微分方程的数值积分

在混流式水轮机转轮叶片二元理论设计中,叶片微分方程的积分采用传统的近似方法时,其迭代过程出现离散,致使叶片方程无法积分。本文提出了一种数值积分法,较好地解决了叶片微分方程积分过程中的离散问题,能在各种参数情况下其叶片微分方程的积分总是收敛的。数值积分法有足够的精度,完全满足工程要求.     

水轮机蜗壳内部流动的数值模拟

本文对三峡混流式水轮机组模型蜗壳和固定导叶内部的流动进行了紊流解和欧拉解的全三维数值模拟,以探求蜗壳内部的流动规律,优化蜗壳设计。文中基于 Navier-Stokes 方程的标准 k-ε紊流模型和欧拉方程模型,采用贴体坐标和交错网络系统,用 SIMPLEC 算法,对蜗壳和固定导叶内部流动的联合计算结果进行对比分析,并与实验值进行了比较。最后对流动的不均匀性进行了分析,首次提出了改进和优化蜗壳和固定导叶设计的较为可信的解决方案。     

一种稳定的混流式水轮机转轮流场准三元计算方法

本文介绍了一种性较高的混流式水轮机转轮流场准三元计算方法,该方法通过Ｓ１流面的积分方程法与Ｓ２流面的有了法迭代计算得到转轮内部流态。同时以哈尔滨大电机研究所研制的某转轮为例进行了计算,并对计算结果进行了整理和分析。     

水力机械转轮内部三维液－固耦合振动的变分原理及有限元方程

本文提出了水力机械转轮运行时三维液－固耦合振动数值计算的数理模型。以混流式转轮为例，假设水流运动有势，作者首次提出并证明了转轮内部液－固耦合振动的变分原理。以２０节点六面体单元剖分液体和叶片区域，推导了液－固耦合振动的有限元方程，并对方程的各项意义进行了阐述。     

水泵水轮机转轮流动的准三元计算

开始于可压缩流体叶轮机械的三元流动计算理论,目前正在向不可压缩流体叶轮机械方面推广使用。国外已把三元流动理论用于水泵和水轮机的设计和对性能进行予估。本文介绍根据文献[2]和[3]的准三元理论用电子计算机对混流式水泵水轮机转轮进行计算的结果,文中叙述了所采用的准三元理论和主要的数值计算方法,并列举了电子计算机计算的主要步骤和计算结果。     

混流式水轮机能量性能预估研究

本文根据能量性能参数要求，在水轮机内部流动计算基础上，建立了混流式水轮机流量预估及各过流部性的损失预估计算公式，并编制了计算程序，由计算得到的水轮机流、量效率及限制流量值和试验结果进行了比较，符合较好。此研究可用于水轮机的优选设计中。