長短葉片混流式水輪機內部固液兩相流動數值模擬.pdf

1、水輪機是水電站的核心部件，對整個水電站的運行起著決定性的作用。傳統的水輪機模型試驗是研究人員長期以來對水輪機研究采用的重要手段，但是模型試驗所需周期長，花費的代價大。如果用純理論的數學解析方法來分析水輪機的內部流場，由于水輪機內部湍流流動的復雜性，要取得較好的研究成果，也是相當困難的。所以，采用現代計算流體動力學(CFD)方法，利用高性能計算機，獲得準確詳細的水輪機內部流動狀況，是設計高性能水輪機的重要方法。它有效的結合了模型試驗和純理

2、論分析的優(yōu)點，縮短了水輪機的設計周期，減少了水輪機的研發(fā)費用。因此，CFD技術作為一種新的水輪機設計研究手段被廣泛應用。
　　 本課題運用CFD技術對一長短葉片混流式水輪機模型進行全流道清水和固液兩相流動的數值模擬，根據其壓力分布，速度分布和泥沙濃度分布預測水輪機內部各過流部件在不同工況下的流動特性，從而減少模型試驗的費用和時間，為水輪機的改型設計提供重要信息。具體研究內容如下：
　　 一、根據原型水輪機的實際水力參數，

3、對蝸殼、導水機構、轉輪和尾水管進行了三維幾何建模，得到了了水輪機全流道的三維幾何模型。
　　 二、將建好的水輪機各流道三維幾何模型導入Gambit軟件中，對過流部件依次進行網格劃分并指定區(qū)域類型和邊界類型。
　　 三、利用Fluent分別對清水中小流量工況、最優(yōu)工況、大流量工況下水輪機內部流動進行數值模擬計算。
　　 四、利用Fluent分別對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