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《貫流式水輪機三維非定常流 DES 數(shù)值模擬-論文.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、貫流式水輪機三維非定常流DES數(shù)值模擬歐陽振宇，張立翔(昆明理工大學土木工程學院，云南昆明65O5OO)SimulationofThree——dimensionalUnsteadyFlowsinaTubularHydro——TurbineonDetachedEddySimulation0UYANGZhen—yu，ZHANGLi—xiang(SchoolofCivilEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650500，China)摘要：以某水電站為研
2、究對象，建立包含貫流式andoutletstructures．Studiestoexplorethemech—水輪機的全流道數(shù)值模型，基于不可壓縮瞬態(tài)N—Sanismfortheformationofvortex—inducedvibra—方程，進行了三維非定常流研究。將全流道定常計tionofturbinehasacertainreferencevalue．算的結(jié)果作為初始流場，應用分離渦模型(DES)和Keywords：tubularhydro—turbine；computa—滑移網(wǎng)格技術(shù)，進行了水輪機動靜干擾的非定常湍t
3、ionalfluiddynamics(CFD)：3Dunsteadyturbu—流數(shù)值模擬，得到了全流場的瞬時壓力分布和湍動lences：DES粘度分布，轉(zhuǎn)輪室進出1：7處的瞬時渦量分布，捕捉到水輪機轉(zhuǎn)輪室進出1：2處復雜的三維動態(tài)渦結(jié)構(gòu)。研0引言究工作對于探討水輪機渦激振動形成的機理具有一定的參考意義。貫流式水輪機具有幾何結(jié)構(gòu)特殊、運行工況多關(guān)鍵詞：貫流式水輪機；計算流體動力學；三維變的特點，其內(nèi)部流場是非常復雜的黏性、三維非定非定常湍流；分離渦模擬常湍流流動，而且內(nèi)部流動的工質(zhì)可能處于兩相甚中圖分類號：TV734．1至多相
4、狀態(tài)。因此，為了進一步改善貫流式水輪機文獻標識碼：A水力性能，縮短水輪機設(shè)計周期，降低設(shè)計的風險，文章編號：1001—2257(2014)06—0048—04有必要對貫流式水輪機內(nèi)部湍流流動進行研究，以Abstract：Basedonthetransientincompressi—便深刻認識湍流流動的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，以及對后續(xù)bleNSequations，takingahydropowerstationas流動的影響。theresearchobject，theestablishmentofanumeri—目前，國內(nèi)外研究者對貫
5、流式水輪機水力性能calmodelthatcontainsthefullpassagetubular進行研究主要集中在2個方面：一是經(jīng)驗設(shè)計與模turbine，conductedathree—dimensionalunsteady型試驗相結(jié)合，通過反復試驗，最終得到較優(yōu)的設(shè)flowresearch．Thewholecalculationrunnersteady計，但是試驗具有周期長、費用高，且易受外界干擾flowfieldasaresultoftheinitialapplicationofthe等不足；二是數(shù)值模擬研究，隨著計
6、算流體力學理論DESandslipgridtechnology，wereoftenunsteady與計算機軟、硬件的快速發(fā)展，利用計算流體力學技numericalsimulationofturbulentmovementof術(shù)研究葉輪機械內(nèi)部流場和優(yōu)化設(shè)計已成為趨turbineinterference，hasbeeninstantaneouspres—勢_】]。數(shù)值模擬研究方法突出的優(yōu)點在于周期suredistributionandturbulentflowoverthekine—短、成本低。maticviscositydis
7、tribution，importandexportof針對某水電站貫流式模型水輪機，以標準的instantaneousvorticitydistributionattherunnerk—e模型計算的三維定常模擬的收斂結(jié)果作為初chamber，turbinerunnertocapturethecomplex始場，采用分離渦模型和滑移網(wǎng)格方法進行內(nèi)部湍three—dimensionaldynamicvortexchamberinlet流場非定常的模擬，獲得了水輪機湍流場的瞬態(tài)流收稿日期：2014一O1一O6基金項目：國家自然科學基
8、金資助項目(51279071)動特征。結(jié)果表明，DES湍流模型能夠準確模擬貫·48·《機械與電子》2O14(6)
