基于CFD的混流式水轮机内流场计算与分析

发布时间：2017-08-21 13:09

  本文关键词：基于CFD的混流式水轮机内流场计算与分析

  更多相关文章： 混流式水轮机 数值模拟 Gambit软件 Fluent软件 Tecplot软件

【摘要】：我国水力资源丰富,开发利用潜力大。水电资源一直是国家鼓励开发利用的资源之一。水轮机是水电站的核心部件,其中混流式水轮机的应用最为广泛。近几年,利用CFD技术研究和解决工程中实际流动问题的方法日益完善,基于CFD的数值模拟已成为研究水轮机水力性能的重要工具。因此,研究基于CFD的混流式水轮机内流场的计算方法具有重要意义。随着CFD理论和计算机技术的快速发展,一些商业CFD软件已被成功运用于水轮机内部流动特性分析。本文首先回顾了国内外关于水轮机内部流动数值模拟的研究进展,然后使用Fluent软件,针对某实际电站的混流式水轮机的全流道,在三种典型工况下进行了三维湍流数值计算和性能分析。主要工作和成果如下:1、利用Fluent的前处理器Gambit软件,按照水轮机的实际水力参数和过流部件的几何尺寸,建立了从蜗壳进口到尾水管出口的全流道三维几何模型。2、对网格及其生成方法进行概述,并用Gambit软件对计算域进行了网格划分。3、介绍了基于CFD技术对水轮机内流场进行数值模拟的基本理论和计算方法。并利用Fluent软件,针对该水轮机采用标准k-?湍流模型,用二阶迎风格式对控制方程进行离散,流场计算方法采用SIMPLE算法,对水轮机全流道在三种典型工况下分别进行了三维湍流数值计算。4、使用Tecplot软件对数值计算结果进行后处理,分别生成各过流部件在三种工况下的压力分布图、流线图等,借此研究水轮机内部流动规律,并对水轮机性能进行分析。
【关键词】：混流式水轮机 数值模拟 Gambit软件 Fluent软件 Tecplot软件
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK733.1;TV136.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 国外研究现状9-11
• 1.3 国内研究现状11-13
• 1.4 本文主要内容13-14
• 2 混流式水轮机几何模型的建立及计算域网格的生成14-24
• 2.1 混流式水轮机全流道几何模型的建立14-19
• 2.1.1 引言14
• 2.1.2 蜗壳的三维建模14-16
• 2.1.3 座环和导叶的三维建模16-17
• 2.1.4 转轮的三维建模17-18
• 2.1.5 尾水管的三维建模18
• 2.1.6 混流式水轮机整体三维模型的建立18-19
• 2.2 混流式水轮机全流道计算域网格的生成19-23
• 2.2.1 网格概述19
• 2.2.2 网格类型19-20
• 2.2.3 Gambit网格划分概述20-22
• 2.2.4 计算域网格的生成22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 3 混流式水轮机三维湍流数值计算24-34
• 3.1 流体动力学控制方程24-25
• 3.2 湍流模型25-28
• 3.3 转轮动静干涉的处理28-29
• 3.4 边界条件29-30
• 3.5 控制方程的离散30-31
• 3.6 流场计算方法31-32
• 3.7 FLUENT中其它参数的设置32
• 3.8 本章小结32-34
• 4 混流式水轮机三维流场计算结果及分析34-56
• 4.1 引言34
• 4.2 蜗壳内流场计算结果及分析34-39
• 4.3 座环和活动导叶处流场计算结果及分析39-42
• 4.4 转轮内流场计算结果及分析42-51
• 4.5 尾水管内流场计算结果及分析51-54
• 4.6 本章小结54-56
• 5 总结与展望56-58
• 5.1 总结56
• 5.2 展望56-58
• 攻读学位期间发表的学术论文58-60
• 致谢60-62
• 参考文献62-65

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郑雄伟;;影响混流式水轮机稳定性的主要问题及建议[J];新西部(下半月);2007年07期

2 唐澍;潘罗平;;大型混流式水轮机的应用现状与技术发展[J];水利水电技术;2009年08期

3 李延频;王鹏飞;阳莉;陈德新;;黄河上水电站混流式水轮机磨蚀与防护措施的研究[J];水力发电;2010年04期

4 阳莉;李延频;陈德新;;混流式水轮机磨蚀与防护措施研究[J];人民黄河;2010年12期

5 金小锋;;混流式水轮机长短叶片转轮制造技术[J];中国水能及电气化;2011年12期

6 谢红军;;浅析大型混流式水轮机水力的稳定性[J];科技视界;2013年24期

7 黄小飞;;影响混流式水轮机稳定性的因素与应对措施[J];科技视界;2013年23期

8 单鹰;对混流式水轮机切割叶片的试验分析[J];水力发电;1980年02期

9 王德俊,米毓德;混流式水轮机载荷的统计分析[J];动力工程;1983年01期

10 王德俊,崔广椿,黄雨华,刘永贤,米毓德;混流式水轮机载荷的统计分析[J];动力工程;1983年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 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

2 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

3 徐珍懋;;浅论混流式水轮机运行的“强振禁运区”[A];2003年大型水电机组技术研讨会论文集[C];2003年

4 潘良儒;郑哲敏;锺万勰;刘曦;齐景泰;王礼立;;混流式水轮机叶片的设计和计算(一)[A];郑哲敏文集[C];2004年

5 徐珍懋;;混流式水轮机“强振”原因的研究[A];第十六次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2007年

6 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

7 宋文武;喻华全;符杰;曾治川;;灯泡混流式水轮机流道系列的设计研究[A];第十六次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2007年

8 何成连;龚长年;方源;;混流式水轮机低负荷压力脉动[A];2003年大型水电机组技术研讨会论文集[C];2003年

9 郭红梅;;混流式水轮机振动研究[A];福建省科协第五届学术年会“依靠科技进步 促进农业机械化”分会场论文集[C];2005年

10 刘杰;张忠东;陈凤山;雷建芳;伊夫·布维;;大型混流式水轮机技术及近期经验[A];第十九次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 宋亚平 记者　 薛秀颖;哈尔滨大电机研究所获殊荣[N];哈尔滨日报;2006年

2 本报记者 罗霞;张立翔：甘坐“冷板凳” 敢啃“硬骨头”[N];云南日报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 肖若富;中比转速混流式水轮机内流场数值模拟及性能改善研究[D];华中科技大学;2004年

2 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

3 苏文涛;大型混流式水轮机模型内部流动稳定性研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

4 辛U，

本文编号：713047