基于數值模擬的窄高型尾水管內部流動分析.pdf

1、混流式水輪機在部分負荷下出現的尾水管空化渦帶是誘發(fā)水輪機振動、管道系統(tǒng)水力共振、葉片裂紋等安全問題的主要原因之一。國內外對混流式水輪機在部分負荷下尾水管壓力脈動的研究已越來越深入。目前通過數值計算已經能較好模擬模型試驗中觀察到的渦帶,預測的壓力脈動特征與試驗值也有一定程度的吻合;對尾水管內渦帶產生機理的認識也更加清晰。
　　本文結合二灘水電站的原型水輪機尾水管幾何參數來建立此窄高型尾水管的幾何物理模型,基于三維時均N-S方程對尾水

2、管內部流動及特性進行三維數值模擬分析,通過計算結果對窄高型尾水管內部流動進行了分析。
　　論文具體完成的工作內容如下:
　　一、根據二灘水電站的實際水力參數,對水輪機的尾水管整體結構建立物理模型;
　　二、研究了利用ICEMCFD軟件對尾水管進行網格劃分的方法以及利用FLUENT軟件對尾水管模型選擇、參數選擇、求解計算等一系列軟件應用的關鍵步驟;
　　三、采用標準???模型在不同工況下對尾水管進行了定常湍流計算。

3、對求解收斂的結果進行后處理,得到了不同工況下計算流體區(qū)域的速度矢量分布、靜壓力分布、全壓力分布,分析了各工況點流體流動狀態(tài)和靜、全壓數值變化;
　　四、在定常湍流計算的基礎上,以其作為初始條件應用雷諾應力湍流模型進行了尾水管的非定常湍流數值模擬,得到的計算結果更接近實際流場的分布;
　　五、還采用氣液混相均質假設和基于組分輸運方程的空化模型,通過求解氣液混相均質流的雷諾平均N-S方程以及氣相組分輸運方程,并考慮不可凝結氣相(