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基于流固耦合的混流式水轮机转轮应力特性分析
引用本文:周东岳,祝宝山,上官永红,曹树良. 基于流固耦合的混流式水轮机转轮应力特性分析[J]. 水力发电学报, 2012, 31(4): 216-220,250
作者姓名:周东岳  祝宝山  上官永红  曹树良
作者单位:1. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,清华大学热能工程系,北京100084
2. 福建南平南电水电设备有限公司,福建南平,353001
基金项目:国家自然科学基金项目(10872113);清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室项目(2009T3,sklhse-2011-E-01)
摘    要:本研究采用顺序流固耦合方法,计算了某设计中的混流式水轮机转轮在不同水头下发额定出力时的静应力分布,以及设计最高水头额定出力工况下的动应力特性。静应力计算的结果表明:最大应力出现在叶片出水边与上冠连接处,并且随着水头增高,静应力最大值有减小趋势。动应力的计算结果表明:设计的转轮,动应力的幅值满足稳定运行的要求。

关 键 词:水力机械  混流式水轮机转轮  流固耦合  静应力  动应力

Stress analysis of Francis turbine runner based on fluid-structure coupling
ZHOU Dongyue,ZHU Baoshan,SHANGGUAN Yonghong,CAO Shuliang. Stress analysis of Francis turbine runner based on fluid-structure coupling[J]. Journal of Hydroelectric Engineering, 2012, 31(4): 216-220,250
Authors:ZHOU Dongyue  ZHU Baoshan  SHANGGUAN Yonghong  CAO Shuliang
Affiliation:1(1.State Key Laboratory of Hyaroscience and Engineering;Department of Thermal Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084;2.Nandian Hydropower Equipment Co.,Ltd.,Nanping,Fujian 353001)
Abstract:This study uses fluid-structure coupling(FSC) method to calculate the static stress of a Francis turbine runner under rated power and different working heads and the dynamic stress under rated power and high working head.Calculations show that peak static stress occurs at the joint of blade trailing edge to the shroud,and that this peak value decreases as the head increases.And the runner is safe and in stable operation.
Keywords:hydraulic machinery  Francis turbine runner  fluid-structure coupling  transient stress  static stress
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