收藏本站
《昆明理工大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于数值模拟的长短叶片混流式水轮机流场研究

金阳  
【摘要】:长期以来,为了能够更为精确的研究和预测水轮机在各种工况运行范围内的能量特性、空蚀性能和稳定性,研究人员一直在寻找更加有效且精度更高的计算方法,并且希望能够最大限度地减少试验和模型加工的费用。 近年来发展起来的CFD(计算流体动力学)技术以其特有的灵活性和周期短花费小等多方面优势为研究者提供了一个新的有效研究手段。可以认为合理地使用水轮机内部湍流流动的计算技术和数学模型,进行水轮机内部流场的流动数值模拟计算是可行的研究方法,也是水轮机内部流动计算研究的一个重要的发展方向。 水轮机叶片作为水轮机组的核心部件,对水轮机的整体性能起着重要的影响,为分析不同叶片对水轮机内部流动的影响,本文对长短两种叶片模型下的HLA351-LJ-170型混流式水轮机转轮和尾水管部分进行了三维湍流模拟计算。本文根据水轮机实际参数建立了转轮和尾水管三维几何模型,采用结构化网格划分方法生成网格,选用标准k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,用壁面函数法处理近壁流动。 通过分析不同工况下该两种水轮机内部流动数值模拟的结果,本文得到以下成果: 1.在偏离最优工况,尤其是在小流量工况下转轮叶片背面入口处的速度、压力分布不均匀,尾水管内有一些不稳定涡流,这些是影响水轮机性能和稳定性的重要因素。 2.长叶片模型在稳定性、空蚀性能和能量特性上都优于短叶片,是更优化的一种选择。 3.根据流场计算的结果,对水轮机转轮和尾水管部分进行了性能预估。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TK733.1

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩凤琴,久保田乔,刘洁;数值模拟冲击式水轮机内部非定常流动[J];华中理工大学学报;2000年11期
2 周天孝,白文;CFD多块网格生成新进展[J];力学进展;1999年03期
3 崔学明,李连超,王海松,常近时;3D欧拉法和层流模型对水轮机转轮内部流场的数值模拟[J];中国农业大学学报;2003年04期
4 曹智鹏,陈乃祥,樊红刚,吴玉林;三峡转轮内部流动的全三维欧拉解[J];清华大学学报(自然科学版);1999年11期
5 刘小兵,曾永忠,黄虎;基于大涡模型水轮机压力脉动的数值预测[J];西华大学学报(自然科学版);2005年01期
6 林汝长,江文琴,瞿伦富,赖敏儿;水泵水轮机转轮流动的准三元计算[J];水力发电学报;1982年01期
7 吴玉林;吴晓晶;刘树红;;水轮机内部涡流与尾水管压力脉动相关性分析[J];水力发电学报;2007年05期
8 张梁;刘树红;张乐福;吴玉林;;混流式转轮内部流场的涡动力学分析[J];水力发电学报;2007年06期
9 刘文俊,吴玉林,曹树良;贯流式水轮机活动导叶内部三维固液两相紊流研究[J];水利水电技术;1999年05期
10 王钊宁;郭鹏程;罗兴锜;;尾水管涡带非定常流动数值模拟[J];水力发电;2006年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2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 王海松;轴流泵CAD-CFD综合特性研究[D];中国农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2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 郭良民;大涡模拟应用研究及光船气动性能分析[D];国防科学技术大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王松岭 ,袁雄俊,许文朝;大型动(静)叶调节轴流泵调节性能的新型数学模型及应用[J];华北电力技术;2003年03期
2 徐大平;高峰;吕跃刚;;应用高阶统计量对风电场风速建模与仿真[J];华北电力大学学报(自然科学版);2008年03期
3 许凌峰;徐大平;高峰;吕跃刚;;基于神经网络的风力发电机组变桨距复合控制[J];华北电力大学学报(自然科学版);2009年01期
4 刘德民;刘小兵;李娟;;基于NUMECA软件的水轮机内流场数值模拟[J];水科学与工程技术;2007年05期
5 孔屹刚;王杰;顾浩;王志新;徐大林;;基于风剪切和塔影效应的大型风力机独立变桨控制研究[J];华东电力;2011年04期
6 张少帅;王璋奇;孔屹刚;陈建华;温和煦;牛硕丰;;水平轴风力机叶片气动载荷计算和偏移分析[J];华东电力;2011年12期
7 钟云;张继革;王德忠;施建中;;核2级气动薄膜单座调节阀流场数值模拟[J];核动力工程;2010年05期
8 郭惠勇;李正良;;大跨越高压输电塔线体系风致振动的研究与进展[J];河海大学学报(自然科学版);2008年01期
9 顾圣东;葛海明;王小龙;;升阻互补型垂直轴风轮的结构动态分析[J];河海大学学报(自然科学版);2012年02期
10 谢海英;陈康民;;风向对街道峡谷内污染物扩散的影响[J];环境科学研究;2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张燎军;魏述和;陈东升;;水电站厂房振动传递路径的仿真模拟及结构振动特性研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 陆晔;滕蓓;祁恩荣;;基于bladed软件的风力发电机组稳态风性能曲线研究[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
3 周振凯;刘占芳;颜世军;;水平轴风力机风轮的气动设计[A];重庆力学学会2009年学术年会论文集[C];2009年
4 唐飞熊;秦大同;陈亮;;风电齿轮箱随机输入载荷的处理方法[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
5 梁武科;;水轮机内部流动数值模拟技术的发展与应用现状[A];水轮机抗磨蚀技术研讨会论文集[C];2006年
6 杨魏;刘树红;吴玉林;单庆臣;;贯流式水轮机流动计算和性能预测[A];中国水力发电工程学会灯泡贯流式机组专业委员会第一届年会论文集[C];2005年
7 于岩磊;高维成;孙毅;;斜拉索参数振动精细化模型及其影响因素研究[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009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 金海;杨伟;金新阳;陈丰;唐意;杨立国;;新广州火车站高速列车过站数值模拟研究[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集(上册)[C];2007年
10 张宪堂;陈艾荣;;运输皮带通廊斜拉桁架横向风振研究[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 王春林;旋流自吸泵设计及内部流动研究[D];江苏大学;2010年
2 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
3 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
4 王哲;大型风电机组变桨距控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
5 井艳军;双馈风电机组模型预测控制研究[D];沈阳工业大学;2011年
6 王晓东;大型双馈风电机组动态载荷控制策略研究[D];沈阳工业大学;2011年
7 马志勇;大型风电叶片结构设计方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
8 范忠瑶;风力机定常与非定常气动问题的数值模拟研究[D];华北电力大学(北京);2011年
9 孙志刚;离心压气机内部流动特性与流场结构研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
10 姚建林;气体钻井环空流场分析及岩屑对管柱的冲蚀特性研究[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李庆亮;轴流式转子轮毂关键部位的有限元分析[D];山东科技大学;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 赵瑞;高速诱导轮离心泵的数值模拟与试验研究[D];浙江理工大学;2010年
4 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
5 韩芳明;船用换热式惯性滤清器物理场耦合计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 舒春英;喷水推进泵流场数值模拟分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 高慧颖;基于CFD的大型船舶球艏线型设计比较研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 沈亚南;考虑逐步破坏和环境载荷影响的复合材料风机叶片的强度和刚度分析[D];大连理工大学;2010年
9 唐美玲;单级离心式压缩机内部流场分析与结构优化[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 金大伟;兆瓦级风力发电机组整机结构强度分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王松岭 ,袁雄俊,许文朝;大型动(静)叶调节轴流泵调节性能的新型数学模型及应用[J];华北电力技术;2003年03期
2 李红庆,陈矛章,陆利蓬;可压缩后台阶流的数值模拟[J];航空学报;1997年04期
3 常明,黄佩宁,朱林;工程曲面插值设计方法及其应用[J];华中理工大学学报;1989年02期
4 蔡睿贤;叶轮机械设计自变数在内外环壁面上的限制条件及轴流式叶轮机械S_1流面的翘曲[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1982年12期
5 默广斌;喷水推进轴流泵噪声初探[J];机电设备;1997年03期
6 宁涛;用差分方法处理NURBS曲面[J];计算机辅助设计与图形学学报;1992年02期
7 秦开怀,孙家广,范刚;三次NURBS曲线的插值方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;1993年03期
8 唐荣锡,席平,宁涛;协同设计特征造型软件发展概况[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年01期
9 宁涛,经玲,关志东,唐荣锡;优化技术在B样条曲面拼接中的应用[J];计算机辅助设计与图形学学报;1997年02期
10 陈田,殷国富,舒斌,黄文兴;基于三维特征建模的叶片泵CAD系统研制[J];计算机集成制造系统-CIMS;2001年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐伦长,何新仿;龙羊峡320MW水轮发电机组的设计制造及其运行情况[J];大电机技术;1989年05期
2 彭忠年,陈锐,蒋学运,徐抱朴,张建光,孟晓超;JF205系列新型水轮机模型的开发研究[J];水利水电技术;1999年11期
3 M.萨拉贝热尔,马元珽;在改造工程中加速混流式水轮机转轮设计的方法(上)[J];水利水电快报;2001年17期
4 郑发平;;小型水电站混流式水轮机的选型设计[J];西昌学院学报(自然科学版);2010年04期
5 戴鼎章;司亮;;水轮机转轮叶片裂纹成因及对策分析[J];中国新技术新产品;2011年03期
6 ;混流式水轮机水力不平衡的现场简易分析和处理[J];水力发电;1982年05期
7 田至喜;;卧轴混流式水轮机前后盖板的自镗削装置[J];中国农村水利水电;1985年11期
8 朱邦材;;高水头混流式水轮机导水机构预装中的若干问题[J];大电机技术;1993年01期
9 章光伟;东溪三级电站卧轴混流式水轮机的研究和设计[J];小水电;1999年02期
10 徐珍懋;浅论混流式水轮机运行的“强振禁运区”[J];水电站机电技术;2003年S1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 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
3 张日葵;吴介之;吴玉林;刘树红;;巨型混流式水轮机低频流致振动的物理根源[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
4 何成连;龚长年;方源;;混流式水轮机低负荷压力脉动[A];水轮发电机组稳定性技术研讨会论文集[C];2007年
5 赵林明;;表达混流式水轮机最优工作特性的数学模型及其建立方法[A];水电科技论文集[C];1990年
6 伍晓芳;闭贵宁;粱玉福;;大型混流式水轮机尾水管振动数值模拟及应用[A];广西电机工程学会第九届青年学术论坛论文集[C];2006年
7 余江成;;混流式水轮机导水机构的磨损特点与抗磨防护[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
8 田子勤;;亭子口水电站水轮机模型验收试验分析[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
9 姚大坤;庞立军;黄凯;;某混流式水轮机稳定性现场试验分析[A];第十六次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2007年
10 乐汉卿;;高比速混流式水轮机水力稳定问题探讨[A];福建省科学技术协会第七届学术年会分会场——提高水力发电技术 促进海西经济建设研讨会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 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
2 徐 民;大渡河移民面临“一夜贫穷”命运[N];中国商报;2004年
3 通讯员 沈朝辉 本报记者 由庆祝;哈电集团:靠实力化解危机[N];中国工业报;2009年
4 国家计委基础产业司 王骏;以结构调整为主线 加快电力工业发展[N];中国企业报;2001年
5 本报记者 许天瑶;实施细则护航产业发展[N];机电商报;2009年
6 童建栋;利用多边合作渠道走出去[N];中国水利报;2003年
7 谢伟 吴英豪;东芝水电大盈江电站首台机组成功投产[N];中国工业报;2009年
8 通讯员 王忠孝 秋艳 本报记者 由庆祝;哈电机实施三项工程六大战略提前一年实现“十一五”目标[N];中国工业报;2010年
9 王镭 郝丽梅;弄潮水电设备制造领域[N];黑龙江日报;2004年
10 王忠孝 宋亚平 由晓雪 本报记者 由庆祝;哈电机持续创新迈向“中国创造”[N];中国工业报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 张丽霞;混流式水轮机转轮叶片疲劳裂纹控制研究[D];清华大学;2010年
6 沈可;水电站厂房结构振动研究[D];广西大学;2002年
7 郭春立;水轮机筒阀多缸协同关闭过程水力特性与控制策略研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金阳;基于数值模拟的长短叶片混流式水轮机流场研究[D];昆明理工大学;2009年
2 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
3 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
4 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
5 王超;长短叶片混流式水轮机数值模拟及压力脉动分析[D];昆明理工大学;2010年
6 余燕;混流式水轮机全流道内部流动特性数值分析[D];兰州理工大学;2010年
7 邵元忠;200米水头段混流式水轮机复合转轮水力模型方案开发研究[D];兰州理工大学;2010年
8 李龙庭;混流式水轮机数值模拟研究与压力脉动分析[D];浙江大学;2012年
9 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
10 孔源;高比转速混流式水轮机水力模型开发方案研究[D];兰州理工大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026