長(zhǎng)短葉片混流式水輪機(jī)內(nèi)部固液兩相流動(dòng)數(shù)值模擬.pdf

1、水輪機(jī)是水電站的核心部件，對(duì)整個(gè)水電站的運(yùn)行起著決定性的作用。傳統(tǒng)的水輪機(jī)模型試驗(yàn)是研究人員長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)水輪機(jī)研究采用的重要手段，但是模型試驗(yàn)所需周期長(zhǎng)，花費(fèi)的代價(jià)大。如果用純理論的數(shù)學(xué)解析方法來(lái)分析水輪機(jī)的內(nèi)部流場(chǎng)，由于水輪機(jī)內(nèi)部湍流流動(dòng)的復(fù)雜性，要取得較好的研究成果，也是相當(dāng)困難的。所以，采用現(xiàn)代計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法，利用高性能計(jì)算機(jī)，獲得準(zhǔn)確詳細(xì)的水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)狀況，是設(shè)計(jì)高性能水輪機(jī)的重要方法。它有效的結(jié)合了模型試驗(yàn)和純理

2、論分析的優(yōu)點(diǎn)，縮短了水輪機(jī)的設(shè)計(jì)周期，減少了水輪機(jī)的研發(fā)費(fèi)用。因此，CFD技術(shù)作為一種新的水輪機(jī)設(shè)計(jì)研究手段被廣泛應(yīng)用。
　　 本課題運(yùn)用CFD技術(shù)對(duì)一長(zhǎng)短葉片混流式水輪機(jī)模型進(jìn)行全流道清水和固液兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬，根據(jù)其壓力分布，速度分布和泥沙濃度分布預(yù)測(cè)水輪機(jī)內(nèi)部各過(guò)流部件在不同工況下的流動(dòng)特性，從而減少模型試驗(yàn)的費(fèi)用和時(shí)間，為水輪機(jī)的改型設(shè)計(jì)提供重要信息。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　 一、根據(jù)原型水輪機(jī)的實(shí)際水力參數(shù)，

3、對(duì)蝸殼、導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪和尾水管進(jìn)行了三維幾何建模，得到了了水輪機(jī)全流道的三維幾何模型。
　　 二、將建好的水輪機(jī)各流道三維幾何模型導(dǎo)入Gambit軟件中，對(duì)過(guò)流部件依次進(jìn)行網(wǎng)格劃分并指定區(qū)域類型和邊界類型。
　　 三、利用Fluent分別對(duì)清水中小流量工況、最優(yōu)工況、大流量工況下水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。
　　 四、利用Fluent分別對(duì)豐水期大流量工況下，大顆粒體積濃度和大顆粒直徑；平水期最優(yōu)工況下，中等