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《西华大学》 2006年
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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。
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TK733.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 肖玉红;;混流式水轮机蜗壳·导叶及转轮内部水流的二维与三维数值模拟比较分析[J];安徽农业科学;2011年28期
2 肖玉红;;混流式水轮机引水部件内部流动的二维数值模拟与三维模拟比较分析[J];水利科技与经济;2011年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔利斌;基于CFD的大流量高全压叶轮机械开发设计与研究[D];大连理工大学;2011年
2 韩涛;不完全包角水轮机引水部件三维流场数值模拟[D];西华大学;2008年
3 刘德民;基于流固耦合的水轮机振动的数值研究[D];西华大学;2008年
4 何芳;混流式水轮机转轮结构及优化设计[D];南昌大学;2008年
5 李黎;污水处理厂尾水发电站水轮机全流场的CFD分析[D];西华大学;2010年
6 张彦南;弯肘式尾水管三维流场的分析研究[D];西华大学;2010年
7 李伟;中比转速混流式水轮机转轮内部叶道涡模拟研究[D];西华大学;2010年
8 曹宁波;水轮机水力及结构设计数据库的建立[D];西华大学;2010年
9 王宏伟;长短叶片混流式水轮机的数值模拟与性能分析[D];西华大学;2010年
10 张慧;基于数值模拟的窄高型尾水管内部流动分析[D];河北工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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3 吴钢,韦彩新,张克危,宋立人;水轮机尾水管水压力脉动与运行工况的关系[J];华中理工大学学报;1998年11期
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6 林斌良,许协庆;水轮机转轮内部层流和湍流的三维计算[J];水利学报;1990年03期
7 吴玉林,何燕雨,曹树良;水轮机转轮内部的三维固液两相紊流计算[J];水利学报;1998年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 周凌九;水轮机转轮流场计算及性能预测[D];中国农业大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吴广宽;自由曲面造型技术在水力机械研究中的应用[D];西安理工大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 姜毅;郝继光;傅德彬;;导弹发射过程三维非定常数值模拟[J];兵工学报;2008年08期
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9 黄宏艳;王强;;V形尾缘喷管流场与红外特性的数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2008年02期
10 周国忠,王英琛,施力田;搅拌槽内三维流动场的RNG k-ε数值模拟[J];北京化工大学学报(自然科学版);2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 龙血松;彭向和;贾兴豪;;90°弯头内导流片的优化设计[A];中国计算力学大会'2010（CCCM2010）暨第八届南方计算力学学术会议（SCCM8）论文集[C];2010年
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6 李琳;邱秀云;;浑水水力分离清水装置内水沙两相湍流特性研究[A];2008中国水力发电论文集[C];2008年
7 赵雪峰;茅泽育;;紊流数值模拟方法研究进展[A];第17届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C];2008年
8 焦磊;孙青军;王乐勤;;可逆流体泵设计理论和数值计算方法研究[A];安全与可靠性——2006流体机械与压力容器技术论坛论文集[C];2006年
9 余颖;韩凤琴;范春学;久保田乔;;混流式水轮机尾水管螺旋涡带动态特性研究[A];安全与可靠性——2006流体机械与压力容器技术论坛论文集[C];2006年
10 孙业华;徐其功;李庆祥;黄启明;;大跨度建筑风场效应数值预测[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集（下册）[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 穆勇;燃气轮机双燃料燃烧室流场及污染排放数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 邓锐;阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王超;螺旋桨水动力性能、空泡及噪声性能的数值预报研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 黄燕;碟形越浪式波能发电装置的水动力性能研究[D];中国海洋大学;2010年
6 王春林;旋流自吸泵设计及内部流动研究[D];江苏大学;2010年
7 朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
8 胡军强;气动—柴油混合动力发动机工作过程研究[D];浙江大学;2009年
9 倪建军;气流床气化炉及其辐射废锅内的多相流动、传热与熔渣行为研究[D];华东理工大学;2011年
10 王文全;薄壁结构流固耦合数值模拟及计算方法研究[D];昆明理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王发辉;基于FLUENT的干法磁分离机理的数值模拟[D];河南理工大学;2010年
2 李连举;轴流式通风机气动噪声分布特性的数值研究[D];山东科技大学;2010年
3 胡海燕;等离子体喷涂射流的数值模拟[D];浙江理工大学;2010年
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5 姜逢章;蜂窝板传热元件的性能研究[D];郑州大学;2010年
6 谷骁勇;基于ANSYS的离心压缩机主要零件建模和受力分析[D];郑州大学;2010年
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9 陈林;仿生鳍在船舶减摇中的应用与仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张哲衡;高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赖喜德,周云飞,严思杰;基于虚拟产品开发技术的叶轮优化设计[J];兵工自动化;2002年05期
2 叶建,邹正平,陆利蓬,杨琳;低雷诺数下翼型前缘流动分离机制的研究[J];北京航空航天大学学报;2004年08期
3 徐琳,刘毅;隔河岩电站1号水轮机水力稳定性的若干问题研究[J];长江科学院院报;2004年06期
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6 赖喜德;混流式转轮叶片优化设计的理论探讨[J];东方电气评论;1994年03期
7 林华;水轮机金属蜗壳的CAD软件开发[J];东方电气评论;1995年03期
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9 张富钦;石清华;;混流式水轮机转轮低水头低负荷运行时的空蚀[J];东方电机;1994年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 马小亮;杨国伟;;湍流模型计算比较研究[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年
2 石清华;许巍巍;龚莉;;低水头混流式水轮机叶道涡引起的噪声及其消除[A];第十六次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2007年
3 刘光宁;陶星明;钟苏;;混流式水轮机的水力稳定性问题[A];2003年大型水电机组技术研讨会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 童建栋;[N];中国水利报;2009年
2 记者 李力　杨学聪;[N];经济日报;2009年
3 吴珊珊;[N];科技日报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周凌九;水轮机转轮流场计算及性能预测[D];中国农业大学;2000年
2 王少波;混流式水轮机转轮动力特性分析及综合优化设计[D];机械科学研究院;2003年
3 周晓泉;复杂边界条件下的三维紊流数值模拟研究[D];四川大学;2003年
4 郭立山;小水电开发管理及其实证研究[D];河海大学;2003年
5 刘胜柱;水轮机内部流动分析与性能优化研究[D];西安理工大学;2005年
6 辛喆;混流式水轮机全部通流元件的三维湍流流场分析与性能预测[D];中国农业大学;2005年
7 梁武科;水轮机优化设计与运行可靠性问题研究[D];西安理工大学;2006年
8 郑小波;水轮机过流部件的优化设计和振动特性分析[D];西安理工大学;2006年
9 郭鹏程;水力机械内部复杂流动的数值研究与性能预测[D];西安理工大学;2006年
10 唐波;我国小水电行业投资决策研究[D];同济大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴广宽;自由曲面造型技术在水力机械研究中的应用[D];西安理工大学;2002年
2 覃延春;基于N-S方程的混流式水轮机性能预估[D];西安理工大学;2005年
3 陈香林;混流式水轮机叶片流固耦合动力特性研究[D];昆明理工大学;2005年
4 王钊宁;混流式水轮机尾水管涡带非定常流动数值模拟[D];西安理工大学;2006年
5 袁敏;600MW机组斜流式循环水泵三维流场分析及叶型优化设计[D];华北电力大学（北京）;2006年
6 耿在明;双向贯流式水轮机数值模拟研究[D];河海大学;2006年
7 李琪飞;基于两相流的水轮机引水、导水部件内流特性研究[D];兰州理工大学;2006年
8 褚江;非结构动网格生成方法研究[D];南京理工大学;2006年
9 逯鹏;基于全流道模拟的混流式水轮机尾水管内部流动研究[D];西安理工大学;2007年
10 丁思云;混流式水轮机内部流场三维紊流数值计算与性能分析[D];兰州理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 肖玉红;;混流式水轮机蜗壳·导叶及转轮内部水流的二维与三维数值模拟比较分析[J];安徽农业科学;2011年28期
2 肖玉红;;混流式水轮机引水部件内部流动的二维数值模拟与三维模拟比较分析[J];水利科技与经济;2011年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨栗晶;反转双涡轮灯泡贯流水轮机设计及流动干涉控制[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李高峰;含沙水中长短叶片水轮机内部流动的数值模拟[D];西华大学;2011年
2 徐一鸣;断电事故下核主泵内流场数值模拟[D];大连理工大学;2011年
3 杜鑫;大型水电站隧洞开挖施工的三维数值模拟研究[D];西华大学;2010年
4 张瑞琴;基于流固耦合的叶片气动弹性分析[D];南京航空航天大学;2009年
5 李鑫;考虑流固耦合效应的压气机内部流动模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 向毅;轴流式水轮机蜗壳不均匀出流对机组稳定性的影响[D];华中科技大学;2009年
7 刘攀;基于流道理论的高落差贯流式水轮机转轮研究[D];华南理工大学;2010年
8 马越;混流式水轮机内部流动计算及动力特性分析[D];西华大学;2010年
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10 赵林岗;42m拖网渔船水动力数值计算与试验研究[D];浙江海洋学院;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吴广宽;自由曲面造型技术在水力机械研究中的应用[D];西安理工大学;2002年
【相似文献】
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1 韩凤琴,久保田乔;混流式水轮机整体三维粘性流动解析——最高效率点的流动[J];大电机技术;2000年02期
2 詹小宝;湖南镇电站3号水轮发电机组的增容改造[J];广西电力;2004年03期
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5 朱邦材;混流式水轮机转轮进、出口角的测量方法[J];大电机技术;1991年06期
6 徐斌;廖伟丽;逯鹏;;混流式水轮机转轮的刚强度分析[J];水电能源科学;2006年02期
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9 张启德;金陇英;吴茂瑶;傅之跃;;45m水头段高单位转速转轮研究[J];东方电机;2001年01期
10 黄剑峰;曹良;;混流式水轮机全流道三维定常湍流数值计算[J];水科学与工程技术;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 姚启鹏;;浑水中运行的混流式水轮机过流通道结构问题[A];水轮机抗磨蚀技术研讨会论文集[C];2006年
2 李金伟;于纪幸;吴玉林;任绍成;姜明利;;混流式水轮机甩负荷暂态过程的三维数值计算[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
3 邵奇;杨建明;刘树红;吴玉林;戴江;;三峡原型水轮机的非定常湍流计算和压力脉动分析[A];2003年大型水电机组技术研讨会论文集[C];2003年
4 刘光宁;陶星明;钟苏;;混流式水轮机的水力稳定性问题[A];2003年大型水电机组技术研讨会论文集[C];2003年
5 刘胜柱;罗兴锜;;龙滩水电站水轮机水力性能研究[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
6 彭光杰;李明安;孔德铭;王正伟;;基于固液两相流数值模拟的混流式水轮机磨损预估[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
7 宋文武;符杰;张青;;高水头贯流式水轮机的全流场解析[A];第十六次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2007年
8 邵奇;杨建明;刘树红;吴玉林;戴江;;三峡原型水轮机的非定常湍流计算和压力脉动分析[A];水轮发电机组稳定性技术研讨会论文集[C];2007年
9 赵志强;章焕能;韩凤琴;久保田乔;;高落差5叶片贯流式水轮机内部流动数值解析[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
10 陈占发;;混流式水轮机叶片裂纹原因分析及其处理工艺[A];2003年大型水电机组技术研讨会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 盛国辉 潘明清;建内部流动机制 促人力资源管理[N];经理日报;2003年
2 杨慎勤;三峡首发电机组转轮安装到位[N];中国工业报;2004年
3 宋亚平　记者 王方遒;冰城企业制造世界最高水头发电机组[N];哈尔滨日报;2009年
4 本报记者;哈电机再创全国之最[N];哈尔滨日报;2008年
5 本报记者 姚闻;平凡岗位作贡献[N];西藏日报;2005年
6 武英伟;梁思成盛赞的转轮藏阁[N];中国建设报;2003年
7 记者 慕伟刚;我省七项专利获第十一届中国专利奖优秀奖[N];黑龙江经济报;2009年
8 本报记者 赵学儒;我国大型水电设备工地制造完全可行[N];中国水利报;2006年
9 许华记者 王代林;三峡右岸最后一台转轮启运[N];四川日报;2008年
10 本报记者 田立民;东方电机完成三峡右岸电厂转轮生产任务[N];上海证券报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡英;混流式水轮机非定常紊流计算及性能预测研究[D];昆明理工大学;2008年
2 张双全;大型混流式水轮机水力稳定性研究[D];华中科技大学;2008年
3 吴晓晶;混流式水轮机非定常流动计算和旋涡流动诊断[D];清华大学;2009年
4 宋兵伟;混流式水轮机转轮上冠间隙流诱发的轴系不稳定性研究[D];大连理工大学;2010年
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7 郑小波;水轮机过流部件的优化设计和振动特性分析[D];西安理工大学;2006年
8 王少波;混流式水轮机转轮动力特性分析及综合优化设计[D];机械科学研究院;2003年
9 姬晋廷;轴流式水轮机转轮改造中的关键问题研究[D];西安理工大学;2009年
10 梁武科;水轮机优化设计与运行可靠性问题研究[D];西安理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘春梅;混流式水轮机转轮内部流动的CFD分析[D];西华大学;2006年
2 李进军;混流式水轮机全流道的叶道涡模拟计算[D];西华大学;2009年
3 晁文雄;30米水头段混流式水轮机水力模型开发方案研究[D];兰州理工大学;2012年
4 冯俊豪;混流式水轮机转轮内部流场计算研究[D];兰州理工大学;2006年
5 郑莹;混流式水轮机全流道三维数值模拟[D];西华大学;2008年
6 江良荣;30M水头段高性能水力模型的开发[D];兰州理工大学;2008年
7 胡秀成;基于CFD的长短叶片混流式水轮机研究[D];昆明理工大学;2008年
8 肖玉红;混流式水轮机内水流的数值模拟及其CFD软件应用的研究[D];天津大学;2008年
9 韩涛;不完全包角水轮机引水部件三维流场数值模拟[D];西华大学;2008年
10 马越;混流式水轮机内部流动计算及动力特性分析[D];西华大学;2010年
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