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《西安理工大学》 2004年
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水轮机导叶流固耦合振动特性计算

党小建  
【摘要】: 水轮机蜗壳、导叶的出口流动由于各种原因实际上都是非均匀的。非均匀来流相对于导叶、叶片必然是一种非定常流。这种非定常流造成导叶和转轮叶片的激振,是产生导叶和叶片动应力,改变它们频率的最主要因素,而导叶和叶片的动力特性直接影响水轮机的稳定性。因此,为探求水轮机内部的流动规律,优化水轮机设计,为水轮机的安全稳定性运行和机组的故障诊断提供帮助。对导叶内部的流动进行流场计算和流固耦合振动特性的动力计算就显得十分必要。 本论文通过对不可压缩粘性流体的有限元方程和弹性体振动的有限元方程的分析,得到了弹性体与粘性流体流固耦合的有限元方程。运用ANSYS有限元软件计算了水轮机导叶在空气中的振动特性以及液固耦合振动的频率和振型,并对二者进行比较,分析了影响振动的因素。 通过算例表明,所采用的有限元数值模型合理,计算结果正确。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TV734

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 孙颖;庞立军;;水轮机固定导叶水下动态特性分析研究[J];机械工程师;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 卢秀泉;调速型液力偶合器流固耦合与振动特性研究[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 钟堰辉;叶栅尾迹涡系变迁数值模拟[D];昆明理工大学;2010年
2 邬海军;水轮机叶片三维有限元刚强度与振动特性研究[D];西安理工大学;2005年
3 徐斌;混流式水轮机转轮流固耦合的动力特性分析[D];西安理工大学;2006年
4 陈薄;斜流式水轮机的研究与开发[D];西华大学;2006年
5 朱晓卉;船舶主机与双层底间的固液耦合振动特性研究[D];大连海事大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 覃大清,赵洪田,赵阳;关于混流式水轮机稳定性的几点新认识[J];大电机技术;1998年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 贺梅;混流式机组水力振动研究与破坏原因分析[D];西安理工大学;2000年
2 刘永宾;水轮机叶片的动应力研究[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 闫晓强;刘丽娜;曹曦;史灿;;CSP轧机万向接轴弯扭耦合振动[J];北京科技大学学报;2008年10期
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9 曹文斌;常福清;白象忠;;渗透球壳流固耦合问题的位移及内力解[J];船舶力学;2009年01期
10 徐国徽;顾学康;;液舱晃荡载荷数值模拟中的流固耦合影响研究[J];船舶力学;2012年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁晓唐;刘广;蒋勇;;势流体和Housner模型动力研究比较[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 石久胜;王浩;崔玖力;;热水供热管网分支用户极限流速的探讨——吉林省教育厅资助项目[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
3 胡海岩;王在华;;时滞受控系统动力学研究进展[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
4 刘建军;刘先贵;胡雅衽;张盛宗;;低渗裂缝性砂岩油藏流固耦合分析[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
5 杜颖;贾启芬;刘习军;;液固耦合中的若干力学问题[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
6 徐敏;安效明;陈士橹;;一种CFD/CSD耦合计算方法[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
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8 周晓勃;周盛;;二维扩压叶栅非定常涡面分析[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
9 郑兆昌;;随机振动矩阵直接谱分析法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 孟浩;刘耀宗;王宁;温激鸿;;轴向力对轴系弯扭耦合振动特性的影响[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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 陈志勇;轻型车驾驶室液压悬置性能匹配研究[D];吉林大学;2011年
4 张营川;筒型和翼型结构旋涡发放问题的数值仿真研究[D];大连理工大学;2011年
5 黄志伟;基于非线性转子动力学的水轮发电机组振动机理研究[D];华中科技大学;2011年
6 田杰;汽车线控转向系统动力学分析与控制方法研究[D];江苏大学;2011年
7 吴波;渣浆泵固液两相三维湍流及冲蚀磨损特性研究[D];中南大学;2010年
8 姚曙光;铁路重载货车结构分析方法研究[D];中南大学;2010年
9 鲁刚;颅内动脉瘤的血流动力学分析[D];复旦大学;2011年
10 郑绵彬;多场耦合作用下双层复合壳的损伤模型与可靠性研究[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 何伟强;固液泵的数值模拟与试验研究[D];浙江理工大学;2010年
2 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
3 李翔;1.5级涡轮非定常流动研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 董婧;挠性立管涡激振动的离散涡方法研究[D];大连理工大学;2010年
5 施卫华;浸水结构动力特性与声辐射特性研究[D];大连理工大学;2010年
6 张日红;考虑晃荡影响的船舶结构碰撞性能研究[D];大连理工大学;2010年
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8 张鹏;耦合作用下索膜结构的风振响应分析[D];河北工程大学;2010年
9 张萍;一类非线性发展方程的定性性态[D];长春工业大学;2010年
10 张国耕;车身仿生非光滑表面气动减阻特性研究[D];浙江大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏巍;闫清东;朱颜;;液力变矩器叶片流固耦合强度分析[J];兵工学报;2008年10期
2 闫清东;刘树成;姚寿文;李晋;;大功率液力变矩器叶轮强度有限元分析[J];兵工学报;2011年02期
3 陈大宏,王革,邹家祥;CAD技术在有限元分析前处理中的应用[J];北京科技大学学报;1994年S2期
4 王峰;闫清东;王书灵;;基于CFD和FEA的液力减速器叶片强度分析[J];北京理工大学学报;2006年12期
5 陈刚,张圣坤,翁长俭;箱型船模底部板架流固耦合振动试验研究[J];船舶工程;1999年04期
6 刘忠族,孙玉东,吴有生;管道流固耦合振动及声传播的研究现状及展望[J];船舶力学;2001年02期
7 徐张明,汪玉,华宏星,沈荣瀛;船舶结构的建模及水下振动和辐射噪声的FEM/BEM计算[J];船舶力学;2002年04期
8 陈美霞,骆东平,王祖华,郭华林,周锋;激励力对双层圆柱壳声辐射性能的影响[J];船舶力学;2005年02期
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10 王华;曹刚;;基于ANSYS的含液容器流固耦合模态分析[J];重庆科技学院学报;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 张德生;大功率阀控液力偶合器设计理论及关键技术研究[D];中国矿业大学;2011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 金琰;叶轮机械中若干气流激振问题的流固耦合数值研究[D];清华大学;2002年
4 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
5 何延东;基于CFD的大功率调速型液力偶合器设计[D];吉林大学;2009年
6 黎少辉;风机叶片流固耦合特性分析与故障诊断[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李涛;车辆液力辅助起步与制动系统偶合器内流场特性研究[D];吉林大学;2011年
2 吕文亮;对转涡轮转子叶片流固耦合数值分析方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 李翠翠;液力偶合器的CAD及其动态特性的理论研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 贺梅;混流式机组水力振动研究与破坏原因分析[D];西安理工大学;2000年
5 刘永宾;水轮机叶片的动应力研究[D];西安理工大学;2002年
6 徐新辉;基于ANSYS分析的龙门起重机箱型主梁优化设计[D];武汉理工大学;2005年
7 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
8 邬海军;水轮机叶片三维有限元刚强度与振动特性研究[D];西安理工大学;2005年
9 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
10 李雪松;车辆液力减速器三维流场分析与特性计算[D];吉林大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 刘德民;杨萍;;基于流固耦合的水轮机振动分析[J];水科学与工程技术;2007年06期
2 刘德民;刘小兵;李娟;;基于流固耦合的水轮机振动分析[J];流体传动与控制;2008年01期
3 廖伟丽;逯鹏;梁武科;徐斌;;混流式水轮机转轮自振特性研究[J];水力发电学报;2008年02期
4 王福军;赵薇;杨敏;高江永;;大型水轮机不稳定流体与结构耦合特性研究Ⅱ:结构动应力与疲劳可靠性分析[J];水利学报;2012年01期
5 丛小青;钱玉琴;袁丹青;;高速泵诱导轮静应力及模态分析[J];中国农村水利水电;2010年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邱宁;船舶主机和双层底耦合振动分析[D];大连海事大学;2011年
2 姚立影;厌氧发酵搅拌轴结构有限元分析的研究[D];昆明理工大学;2011年
3 徐斌;混流式水轮机转轮流固耦合的动力特性分析[D];西安理工大学;2006年
4 马廷卫;混流式水轮机转轮结构分析研究[D];西华大学;2006年
5 陈薄;斜流式水轮机的研究与开发[D];西华大学;2006年
6 徐建国;轴流泵叶片应力与模态分析[D];扬州大学;2008年
7 胡昌洋;裂纹发展趋势预估及转轮安全评估基础研究[D];广西大学;2008年
8 邵伟强;基于弱耦合的轴流式水轮机三维数值模拟[D];西安理工大学;2008年
9 商威;轴流式水轮机内的湍流数值模拟和叶片的强度与振动特性分析[D];西安理工大学;2009年
10 黄敏;工程结构裂缝检测方法及试验研究[D];湖北工业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 陈维克,张松,吴雅,杨叔子;我国水电机组振动监测与故障诊断技术的现状和发展方向[J];大电机技术;1994年06期
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9 覃大清,赵洪田,赵阳;关于混流式水轮机稳定性的几点新认识[J];大电机技术;1998年03期
10 郭齐胜,钱涵欣,林汝长;水轮机蜗壳的水力设计方法[J];大电机技术;1998年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 沈可;水电站厂房结构振动研究[D];广西大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐学珍,杨柯,张立翔;输流管道流固耦合振动频域分析的传递矩阵法[J];云南水力发电;2000年04期
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4 阮华福,王民宪;关于尼龙6聚甲醛和尼龙1010涂覆水轮机导叶轴套试运行情况[J];大电机技术;1978年03期
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7 林泰举;;大型转桨式水轮机导叶失控的原因分析及对策[J];湖北水力发电;1990年01期
8 党小建;梁武科;廖伟丽;;水力机组流固耦合的数学模型[J];机械强度;2005年06期
9 刘飞旗;;焊接导叶介绍[J];水电站机电技术;1981年04期
10 张丕祚,郭齐胜;水轮机导叶强度的优化计算[J];水力发电学报;1990年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 刘习军;王大钧;陈予恕;;奇异的高阶自激振动现象分析[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
3 闫民;尹建业;孙宝平;方俊;;颗粒流体力学方法(GHM)介绍[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 王士召;何国威;张星;;柔性体涡诱导振荡的流固耦合模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 王建省;王晓纯;;热流作用的多孔介质突变面梯度分布模型[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年
6 何凡;李晓阳;;动脉壁增厚对脉搏波传播影响的数值研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 陶瑜华;黄佑;邹涛;;某型飞机液压系统流固耦合仿真与脉动应力分析[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
8 徐小溪;;输送流体管道弯曲振动研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
9 马彬;李贤徽;;基于状态空间方法的水下结构模态分析[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
10 鲍麟;余永亮;童秉纲;;黏弹性蜻蜓模型翼挥拍的流固耦合求解初探[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 ;MSC:解决多学科设计难题[N];中国计算机报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙士丽;具有自由液面效应的高频流固耦合问题[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 李勇;考虑流固耦合效应的整体压裂数值模拟研究[D];西南石油学院;2004年
3 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
4 王忠;坝库相互作用及抗震技术研究[D];四川大学;2001年
5 金琰;叶轮机械中若干气流激振问题的流固耦合数值研究[D];清华大学;2002年
6 周志军;低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究[D];大庆石油学院;2003年
7 李光泉;疏松砂岩油藏流固耦合流动模拟与剩余油分布研究[D];西南石油学院;2004年
8 黎水泉;弹脆塑性双重孔隙介质油藏流固耦合数值模拟[D];清华大学;2000年
9 卢秀泉;调速型液力偶合器流固耦合与振动特性研究[D];吉林大学;2012年
10 王正茂;油藏含砂流体渗流机理及流固耦合单井数值模拟研究[D];西南石油学院;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 党小建;水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D];西安理工大学;2004年
2 吉小艳;弧形钢闸门主框架动力稳定性的研究[D];西北农林科技大学;2004年
3 吴忆峰;基于传声损失的双层隔声窗结构参数的优化设计与分析[D];汕头大学;2005年
4 王波;撬装式自动混浆系统研究[D];西南石油学院;2004年
5 陆春华;液饱和多孔介质动力响应的弹塑性有限元分析[D];重庆大学;2004年
6 曹明;流固耦合下压力管道动态断裂数值分析[D];浙江大学;2006年
7 王永权;液力偶合器叶轮与流体的流固耦合模拟与分析[D];吉林大学;2009年
8 田杰;岩体渗流的流固耦合问题及其工程应用[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2005年
9 祖楠;考虑流固耦合时的海底管道悬跨段非线性动力分析[D];中国海洋大学;2005年
10 王臣;吉林油田套管损坏力学分析及计算[D];大庆石油学院;2005年
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