水輪機筒閥動水關閉過程的三維非定常數(shù)值模擬.pdf

1、本文主要圍繞水輪機筒閥動水關閉過程，以掌握筒閥水力特性、預測水輪機工作狀態(tài)、研究更為合理的筒閥運動方式等為目的，重點對筒閥動水關閉過程運用計算流體力學(CFD)的方法進行了全流道三維非定常的流動數(shù)值模擬，研究兩種關閉方式的水力特性，以及筒閥下邊緣形狀對流場影響等內(nèi)容。論文的主要研究內(nèi)容與成果如下：
　　 (1)結(jié)合南沙水電站筒閥動水關閉過程，本文選用計算流體力學方法中的重組化群k-ε(RNG k-ε)湍流雙方程模型，多相流模型中

2、的Mixture模型，采用SIMPLEC算法來求解不可壓縮運動方程，并使用動網(wǎng)格與滑移網(wǎng)格技術(shù)，充分考慮筒閥與鄰近部件相互影響的基礎上，以水輪機全流道為研究對象，對水輪機筒閥兩種不同的動水關閉過程進行了三維非定常的數(shù)值模擬，較真實的模擬了緊急動水關閉時筒閥及其周邊引流部件的流場、壓力分布等水力特性。
　　 (2)以目前水電站常用的水輪機筒閥60秒動水關閉方式和一種優(yōu)化的兩段式26秒動水關閉過程為研究模型，進行數(shù)值模擬，并得到兩種

3、關閉方式筒閥不同開度處的筒閥內(nèi)、外表面與底面的壓力分布云圖，和筒閥閥體周邊壓力場、速度場等流場的流態(tài)分布狀況，以及在筒閥關閉過程中閥體的受力狀況，筒閥附近包括蝸殼、轉(zhuǎn)輪、導葉等在內(nèi)的過流部件的流場特征等，并通過對比分析兩種動水關閉方式中水力特性結(jié)果的異同，為研究更為合理的筒閥運動方式給出相應的理論指導意義，同時也為水輪機的水力設計與優(yōu)化提供重要參考依據(jù)。
　　 (3)運用CFD方法對弧形下邊緣形狀的筒閥模型進行仿真模擬，得到了該