混流式水輪機渦帶脈動的數值模擬研究與試驗
發(fā)布時間：2021-11-15 10:34
高轉速、大容量混流式水輪機在負荷發(fā)生變化時產生的空化渦帶、水錘現象是影響水輪機穩(wěn)定性的重要因素。探尋渦帶的能量特性、空化特性、脈動特性和水輪機的飛逸特性,有助于我們更好的控制水輪機的振動,減少空化,提高整機運行效率和可靠性。因此,本文通過基于滑移網格的兩相流數值分析、基于靜態(tài)效率因子的內特性數值法、并結合模型機的真機試驗對渦帶的形成機理與影響因素展開了全面分析。本文的主要研究工作如下:（1）本章分別對模型機進行數值模擬和真機試驗,選取不同開度和轉速來分析、測量獲取水輪機運行效率,各采集了 263個樣本點,進而繪制整個水輪機的能量特性曲線。并對兩個性能曲線上分布的其他點進行抽樣對比,通過改進網格質量和算法來減小誤差率,以求尋找一個可靠的數值分析方法,讓數值計算的結果更具參考性,進而部分替代試驗。通過數值模擬建立的性能曲線,均方誤差范圍在4.13%以內。（2）采用兩相流的模擬方法和Zwart-Gerber-Belamri空化模型對水輪機全流道空化進行了分析,并通過設立壓力脈動監(jiān)控點,分析和測量了水輪機各空化系數下的振動特性、渦帶形狀、振動幅值和頻率特征。并采用非定常模擬,對渦帶的演變發(fā)展過...
【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：118 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖２－１?ＭＲＦ方法中的兩坐標系關系??
置體積分數，＆為空泡半徑。??２．６網格劃分??采用ＣＦＤ模擬所研究的混流式流場域結構如圖２－２所示，研究的計算區(qū)域是從水輪機進??口到尾水管出口的全流道，本文采用同步建模法反向選取水輪機轉輪進口面、尾水管出口面??以及所有壁面合成的空間區(qū)域，進行縫合創(chuàng)建實體，形成蝸輪、固定導葉、活動導葉、轉輪??和尾水管五部分為一體的研究區(qū)域。??＾ＵＵｒＪ?１１Ｊ１??圖２－２數值模擬混流式水輪機幾何模型??計算所用的水輪機其結構、工作參數如下表２．１所示。??１９??
置體積分數，＆為空泡半徑。??２．６網格劃分??采用ＣＦＤ模擬所研究的混流式流場域結構如圖２－２所示，研究的計算區(qū)域是從水輪機進??口到尾水管出口的全流道，本文采用同步建模法反向選取水輪機轉輪進口面、尾水管出口面??以及所有壁面合成的空間區(qū)域，進行縫合創(chuàng)建實體，形成蝸輪、固定導葉、活動導葉、轉輪??和尾水管五部分為一體的研究區(qū)域。??＾ＵＵｒＪ?１１Ｊ１??圖２－２數值模擬混流式水輪機幾何模型??計算所用的水輪機其結構、工作參數如下表２．１所示。??１９??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于滑移信息熵與最優(yōu)濾波器構建的故障診斷方法[J]. 童水光,徐劍,從飛云,唐寧,張依東. 振動與沖擊. 2017(21)
[2]貫流式水輪機飛逸過渡過程瞬態(tài)特性CFX二次開發(fā)模擬[J]. 羅興锜,李文鋒,馮建軍,朱國俊. 農業(yè)工程學報. 2017(13)
[3]長短葉片混流式水輪機空化特性的數值模擬[J]. 石祥鐘,閆雪純,孟燕,劉安然. 水電能源科學. 2016(12)
[4]葉片低壓邊厚度對水泵水輪機空化性能與強度的影響[J]. 阮輝,羅興锜,廖偉麗,趙亞萍. 農業(yè)工程學報. 2015(15)
[5]偏工況下混流式水輪機壓力脈動數值仿真及其改善措施研究[J]. 馮建軍,武樺,吳廣寬,郭鵬程,羅興锜. 水利學報. 2014(09)
[6]管道瞬變流和機組段三維流動相耦合的過渡過程計算模型[J]. 黃偉德,樊紅剛,陳乃祥. 水力發(fā)電學報. 2013(06)
[7]混流水輪機導葉出口流場的壓力脈動數值分析[J]. 石祥鐘,滕忠雪,王思恒,王利英. 水利水電技術. 2013(10)
[8]基于譜峭度和AR模型的滾動軸承故障診斷[J]. 從飛云,陳進,董廣明. 振動.測試與診斷. 2012(04)
[9]基于AR模型的Kolmogorov-Smirnov檢驗性能退化及預測研究[J]. 從飛云,陳進,董廣明. 振動與沖擊. 2012(10)
[10]基于CFD的長短葉片水輪機壓力脈動研究[J]. 張思青,胡秀成,張立翔,余鳳榮,李長臻. 水力發(fā)電學報. 2012(02)
博士論文
[1]基于滑移向量序列奇異值分解的滾動軸承故障診斷研究[D]. 從飛云.上海交通大學 2012
[2]大型水輪機空化在線監(jiān)測與分析——方法及應用研究[D]. 史會軒.華中科技大學 2008
[3]基于聲學的水輪機狀態(tài)監(jiān)測技術研究[D]. 吳道虎.華中科技大學 2006
[4]螺旋集中渦誘導流場的解析解及其應用研究[D]. 劉翔.華中科技大學 2006
碩士論文
[1]水電站過渡過程計算中的若干問題研究[D]. 黃賢榮.河海大學 2006
本文編號：3496608
【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：118 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖２－１?ＭＲＦ方法中的兩坐標系關系??
置體積分數，＆為空泡半徑。??２．６網格劃分??采用ＣＦＤ模擬所研究的混流式流場域結構如圖２－２所示，研究的計算區(qū)域是從水輪機進??口到尾水管出口的全流道，本文采用同步建模法反向選取水輪機轉輪進口面、尾水管出口面??以及所有壁面合成的空間區(qū)域，進行縫合創(chuàng)建實體，形成蝸輪、固定導葉、活動導葉、轉輪??和尾水管五部分為一體的研究區(qū)域。??＾ＵＵｒＪ?１１Ｊ１??圖２－２數值模擬混流式水輪機幾何模型??計算所用的水輪機其結構、工作參數如下表２．１所示。??１９??
置體積分數，＆為空泡半徑。??２．６網格劃分??采用ＣＦＤ模擬所研究的混流式流場域結構如圖２－２所示，研究的計算區(qū)域是從水輪機進??口到尾水管出口的全流道，本文采用同步建模法反向選取水輪機轉輪進口面、尾水管出口面??以及所有壁面合成的空間區(qū)域，進行縫合創(chuàng)建實體，形成蝸輪、固定導葉、活動導葉、轉輪??和尾水管五部分為一體的研究區(qū)域。??＾ＵＵｒＪ?１１Ｊ１??圖２－２數值模擬混流式水輪機幾何模型??計算所用的水輪機其結構、工作參數如下表２．１所示。??１９??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于滑移信息熵與最優(yōu)濾波器構建的故障診斷方法[J]. 童水光,徐劍,從飛云,唐寧,張依東. 振動與沖擊. 2017(21)
[2]貫流式水輪機飛逸過渡過程瞬態(tài)特性CFX二次開發(fā)模擬[J]. 羅興锜,李文鋒,馮建軍,朱國俊. 農業(yè)工程學報. 2017(13)
[3]長短葉片混流式水輪機空化特性的數值模擬[J]. 石祥鐘,閆雪純,孟燕,劉安然. 水電能源科學. 2016(12)
[4]葉片低壓邊厚度對水泵水輪機空化性能與強度的影響[J]. 阮輝,羅興锜,廖偉麗,趙亞萍. 農業(yè)工程學報. 2015(15)
[5]偏工況下混流式水輪機壓力脈動數值仿真及其改善措施研究[J]. 馮建軍,武樺,吳廣寬,郭鵬程,羅興锜. 水利學報. 2014(09)
[6]管道瞬變流和機組段三維流動相耦合的過渡過程計算模型[J]. 黃偉德,樊紅剛,陳乃祥. 水力發(fā)電學報. 2013(06)
[7]混流水輪機導葉出口流場的壓力脈動數值分析[J]. 石祥鐘,滕忠雪,王思恒,王利英. 水利水電技術. 2013(10)
[8]基于譜峭度和AR模型的滾動軸承故障診斷[J]. 從飛云,陳進,董廣明. 振動.測試與診斷. 2012(04)
[9]基于AR模型的Kolmogorov-Smirnov檢驗性能退化及預測研究[J]. 從飛云,陳進,董廣明. 振動與沖擊. 2012(10)
[10]基于CFD的長短葉片水輪機壓力脈動研究[J]. 張思青,胡秀成,張立翔,余鳳榮,李長臻. 水力發(fā)電學報. 2012(02)
博士論文
[1]基于滑移向量序列奇異值分解的滾動軸承故障診斷研究[D]. 從飛云.上海交通大學 2012
[2]大型水輪機空化在線監(jiān)測與分析——方法及應用研究[D]. 史會軒.華中科技大學 2008
[3]基于聲學的水輪機狀態(tài)監(jiān)測技術研究[D]. 吳道虎.華中科技大學 2006
[4]螺旋集中渦誘導流場的解析解及其應用研究[D]. 劉翔.華中科技大學 2006
碩士論文
[1]水電站過渡過程計算中的若干問題研究[D]. 黃賢榮.河海大學 2006
本文編號：3496608
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/dongligc/3496608.html
