混流式水轮机涡带脉动的数值模拟研究与试验
发布时间：2021-11-15 10:34
高转速、大容量混流式水轮机在负荷发生变化时产生的空化涡带、水锤现象是影响水轮机稳定性的重要因素。探寻涡带的能量特性、空化特性、脉动特性和水轮机的飞逸特性,有助于我们更好的控制水轮机的振动,减少空化,提高整机运行效率和可靠性。因此,本文通过基于滑移网格的两相流数值分析、基于静态效率因子的内特性数值法、并结合模型机的真机试验对涡带的形成机理与影响因素展开了全面分析。本文的主要研究工作如下:（1）本章分别对模型机进行数值模拟和真机试验,选取不同开度和转速来分析、测量获取水轮机运行效率,各采集了 263个样本点,进而绘制整个水轮机的能量特性曲线。并对两个性能曲线上分布的其他点进行抽样对比,通过改进网格质量和算法来减小误差率,以求寻找一个可靠的数值分析方法,让数值计算的结果更具参考性,进而部分替代试验。通过数值模拟建立的性能曲线,均方误差范围在4.13%以内。（2）采用两相流的模拟方法和Zwart-Gerber-Belamri空化模型对水轮机全流道空化进行了分析,并通过设立压力脉动监控点,分析和测量了水轮机各空化系数下的振动特性、涡带形状、振动幅值和频率特征。并采用非定常模拟,对涡带的演变发展过...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?ＭＲＦ方法中的两坐标系关系??
置体积分数，＆为空泡半径。??２．６网格划分??采用ＣＦＤ模拟所研究的混流式流场域结构如图２－２所示，研究的计算区域是从水轮机进??口到尾水管出口的全流道，本文采用同步建模法反向选取水轮机转轮进口面、尾水管出口面??以及所有壁面合成的空间区域，进行缝合创建实体，形成蜗轮、固定导叶、活动导叶、转轮??和尾水管五部分为一体的研究区域。??＾ＵＵｒＪ?１１Ｊ１??图２－２数值模拟混流式水轮机几何模型??计算所用的水轮机其结构、工作参数如下表２．１所示。??１９??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于滑移信息熵与最优滤波器构建的故障诊断方法[J]. 童水光,徐剑,从飞云,唐宁,张依东. 振动与冲击. 2017(21)
[2]贯流式水轮机飞逸过渡过程瞬态特性CFX二次开发模拟[J]. 罗兴锜,李文锋,冯建军,朱国俊. 农业工程学报. 2017(13)
[3]长短叶片混流式水轮机空化特性的数值模拟[J]. 石祥钟,闫雪纯,孟燕,刘安然. 水电能源科学. 2016(12)
[4]叶片低压边厚度对水泵水轮机空化性能与强度的影响[J]. 阮辉,罗兴锜,廖伟丽,赵亚萍. 农业工程学报. 2015(15)
[5]偏工况下混流式水轮机压力脉动数值仿真及其改善措施研究[J]. 冯建军,武桦,吴广宽,郭鹏程,罗兴锜. 水利学报. 2014(09)
[6]管道瞬变流和机组段三维流动相耦合的过渡过程计算模型[J]. 黄伟德,樊红刚,陈乃祥. 水力发电学报. 2013(06)
[7]混流水轮机导叶出口流场的压力脉动数值分析[J]. 石祥钟,滕忠雪,王思恒,王利英. 水利水电技术. 2013(10)
[8]基于谱峭度和AR模型的滚动轴承故障诊断[J]. 从飞云,陈进,董广明. 振动.测试与诊断. 2012(04)
[9]基于AR模型的Kolmogorov-Smirnov检验性能退化及预测研究[J]. 从飞云,陈进,董广明. 振动与冲击. 2012(10)
[10]基于CFD的长短叶片水轮机压力脉动研究[J]. 张思青,胡秀成,张立翔,余凤荣,李长臻. 水力发电学报. 2012(02)
博士论文
[1]基于滑移向量序列奇异值分解的滚动轴承故障诊断研究[D]. 从飞云.上海交通大学 2012
[2]大型水轮机空化在线监测与分析——方法及应用研究[D]. 史会轩.华中科技大学 2008
[3]基于声学的水轮机状态监测技术研究[D]. 吴道虎.华中科技大学 2006
[4]螺旋集中涡诱导流场的解析解及其应用研究[D]. 刘翔.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]水电站过渡过程计算中的若干问题研究[D]. 黄贤荣.河海大学 2006
本文编号：3496608
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?ＭＲＦ方法中的两坐标系关系??
置体积分数，＆为空泡半径。??２．６网格划分??采用ＣＦＤ模拟所研究的混流式流场域结构如图２－２所示，研究的计算区域是从水轮机进??口到尾水管出口的全流道，本文采用同步建模法反向选取水轮机转轮进口面、尾水管出口面??以及所有壁面合成的空间区域，进行缝合创建实体，形成蜗轮、固定导叶、活动导叶、转轮??和尾水管五部分为一体的研究区域。??＾ＵＵｒＪ?１１Ｊ１??图２－２数值模拟混流式水轮机几何模型??计算所用的水轮机其结构、工作参数如下表２．１所示。??１９??
置体积分数，＆为空泡半径。??２．６网格划分??采用ＣＦＤ模拟所研究的混流式流场域结构如图２－２所示，研究的计算区域是从水轮机进??口到尾水管出口的全流道，本文采用同步建模法反向选取水轮机转轮进口面、尾水管出口面??以及所有壁面合成的空间区域，进行缝合创建实体，形成蜗轮、固定导叶、活动导叶、转轮??和尾水管五部分为一体的研究区域。??＾ＵＵｒＪ?１１Ｊ１??图２－２数值模拟混流式水轮机几何模型??计算所用的水轮机其结构、工作参数如下表２．１所示。??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于滑移信息熵与最优滤波器构建的故障诊断方法[J]. 童水光,徐剑,从飞云,唐宁,张依东. 振动与冲击. 2017(21)
[2]贯流式水轮机飞逸过渡过程瞬态特性CFX二次开发模拟[J]. 罗兴锜,李文锋,冯建军,朱国俊. 农业工程学报. 2017(13)
[3]长短叶片混流式水轮机空化特性的数值模拟[J]. 石祥钟,闫雪纯,孟燕,刘安然. 水电能源科学. 2016(12)
[4]叶片低压边厚度对水泵水轮机空化性能与强度的影响[J]. 阮辉,罗兴锜,廖伟丽,赵亚萍. 农业工程学报. 2015(15)
[5]偏工况下混流式水轮机压力脉动数值仿真及其改善措施研究[J]. 冯建军,武桦,吴广宽,郭鹏程,罗兴锜. 水利学报. 2014(09)
[6]管道瞬变流和机组段三维流动相耦合的过渡过程计算模型[J]. 黄伟德,樊红刚,陈乃祥. 水力发电学报. 2013(06)
[7]混流水轮机导叶出口流场的压力脉动数值分析[J]. 石祥钟,滕忠雪,王思恒,王利英. 水利水电技术. 2013(10)
[8]基于谱峭度和AR模型的滚动轴承故障诊断[J]. 从飞云,陈进,董广明. 振动.测试与诊断. 2012(04)
[9]基于AR模型的Kolmogorov-Smirnov检验性能退化及预测研究[J]. 从飞云,陈进,董广明. 振动与冲击. 2012(10)
[10]基于CFD的长短叶片水轮机压力脉动研究[J]. 张思青,胡秀成,张立翔,余凤荣,李长臻. 水力发电学报. 2012(02)
博士论文
[1]基于滑移向量序列奇异值分解的滚动轴承故障诊断研究[D]. 从飞云.上海交通大学 2012
[2]大型水轮机空化在线监测与分析——方法及应用研究[D]. 史会轩.华中科技大学 2008
[3]基于声学的水轮机状态监测技术研究[D]. 吴道虎.华中科技大学 2006
[4]螺旋集中涡诱导流场的解析解及其应用研究[D]. 刘翔.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]水电站过渡过程计算中的若干问题研究[D]. 黄贤荣.河海大学 2006
本文编号：3496608
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