水牛家电站水轮机内流场数值计算及转轮流固耦合特性研究

发布时间：2021-07-28 08:44

　　近年来,国内外一些水电站混流式水轮机机组在运行过程中,其转轮叶片产生裂纹,导致机组振动加剧,严重危及到机组的运行安全,水牛家电站水轮机就是其中之一。由于水轮机的实际运行情况复杂,水轮机转轮与流场的耦合作用是导致叶片产生疲劳断裂、动力失稳的重要因素之一。因此,研究水轮机转轮流固耦合特性对深入了解水轮机转轮叶片振动机理、预测叶片发生裂纹位置、避免水力共振、确保水牛家电站机组安全稳定运行具有重要意义。本文对水牛家电站混流式水轮机在典型负荷工况下的流场分布及流固耦合特性进行数值模拟分析,为水轮机过流部件的优化设计、转轮叶片缺陷处理提供理论参考,其主要研究工作如下:（1）根据水牛家电站水轮机组实际运行工况,选取最小水头、额定水头与最大水头分别在40%、70%、100%负荷下的9个工况,对水轮机进行内流场及流固耦合分析。（2）根据水轮机过流部件设计参数,利用UG软件对水轮机过流部件进行建模,在ANSYS软件中完成各过流部件网格划分。（3）采用标准k-ε湍流模型对各工况进行定常流计算,分析不同水头不同负荷工况下的水轮机内部流动特性。（4）基于定常流计算结果,利用ANSYS软件计算分析水轮机转轮的流固... 

【文章来源】：西华大学四川省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

蜗壳三维模型

导水机构具有调整出力、截断水流的作用[55]。式水轮机导水机构是由固定导叶和传动机构组成，共 24 个导叶，分m，导叶沿圆周均匀布置于座环和转轮之间的环形空间内。最终得出水体模型如图 3.2 所示：

将各个等高线上叶片正面和背面边界点进行曲线拟合，得到叶片的后利用复制、阵列命令最终得到转轮叶片实体模型如图 3.3（a）所将水轮机上冠及下环的截面轴线绕中心轴旋转360度得到整个转轮的运用布尔运算由转轮旋转体减去叶片实体，最终得到转轮水体三维）所示。

【参考文献】：
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本文编号：3307599