軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片三維設(shè)計(jì)與性能預(yù)估.pdf

1、轉(zhuǎn)輪作為水輪機(jī)的關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣直接影響水輪機(jī)的工作性能。本文對(duì)半蝸殼軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的全三維反問題計(jì)算進(jìn)行了研究，利用已有的全三維反問題計(jì)算模型進(jìn)行了轉(zhuǎn)輪葉片的設(shè)計(jì)。 論文論述了水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片設(shè)計(jì)的要求，介紹了轉(zhuǎn)輪葉片設(shè)計(jì)的方法，闡述了目前全三維反問題主要的計(jì)算方法，并對(duì)這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析比較。推導(dǎo)了轉(zhuǎn)輪葉片設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。該模型以分布于葉片中面的葉片附著渦和源匯代替有厚度葉片對(duì)流動(dòng)的作用，根據(jù)流動(dòng)的周期性，

2、將轉(zhuǎn)輪內(nèi)的三維有旋流動(dòng)分解為周向平均流動(dòng)及周期性流動(dòng)，分別用周向平均流動(dòng)流函數(shù)方程及周期性流動(dòng)的勢(shì)函數(shù)方程描述，迭代求解以滿足葉片邊界條件實(shí)現(xiàn)全三維的反問題計(jì)算。 論文對(duì)已有的混流式水輪機(jī)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)半蝸殼軸流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片的設(shè)計(jì)；同時(shí)將設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)輪用CFD軟件進(jìn)行全流道數(shù)值模擬，預(yù)估了轉(zhuǎn)輪效率和水輪機(jī)整機(jī)效率。 設(shè)計(jì)算例表明，按該模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以得到滿足給定的負(fù)荷分布及厚度分布的轉(zhuǎn)輪，提高了設(shè)計(jì)過程對(duì)葉片性