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混流式水轮机转轮内部流动的CFD分析

刘春梅  
【摘要】: 水轮机作为水电站的核心部件,对电站的整体性能起着决定性的影响,水轮机技术的研究一直伴随着水电的开发在不断的发展。但是,国内外的不少电站也因一些尚未解决的技术问题导致出现过流部件的损坏,因此,还是存在着困扰水轮机安全高效稳定运行的一些技术难题丞待解决。 近年来发展起来的CFD技术以其特有的灵活性和周期短花费小的多方面优势为研究者提供了一个新的有效研究手段。我们认为合理地使用水轮机内部湍流流动的数学模型和计算技术,进行水轮机全流道的流动模拟计算研究是可行的研究方法,也是水轮机流动计算研究的发展方向。 本研究根据一具体水电站的实际水力参数来建立此水轮机的全过流通道几何模型,通过计算流体动力学(CFD)对水轮机内部流动及特性进行三维数值模拟分析,并着重用NUMECA公司FINE系列软件来模拟混流式水轮机转轮内部流动及特性。主要内容: ●根据一具体水电站的实际水力参数,建立了此水轮机的全过流通道三维几何模型; ●然后将三维几何模型导入到NUMECA公司出品的FINE~(TM)系列中的IGG~(TM)进行结构化网格划分,最终生成了计算用的单流道网格; ●利用FINE系列软件中的EURANUS对固定导叶、活动导叶及转轮叶片进行边界设定、求解计算; ●用CFView~(TM)对求解收敛的结果进行后处理,得到了转轮流道内的速度矢量分布、相对压力分布、静态压力分布,分析了转轮内的流动状态,同时准确计算出了水轮机转轮的效率和扭矩。


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