水輪機(jī)CAD-CFD設(shè)計(jì)優(yōu)化平臺(tái)研究.pdf

1、目前，水輪機(jī)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)得到很大發(fā)展，但水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)過(guò)程中仍存在人工參與工作量大、設(shè)計(jì)工作專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)和設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)的問(wèn)題。為了提高水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)的工作效率，有必要對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中人工干預(yù)過(guò)多的重復(fù)性工作進(jìn)行改進(jìn)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與流體機(jī)械的數(shù)值研究相結(jié)合：水輪機(jī)的水力設(shè)計(jì)、模型試驗(yàn)和真機(jī)試驗(yàn)三者聯(lián)系不夠緊密，針對(duì)出現(xiàn)的水輪機(jī)異常情況不能形成及時(shí)有效的反饋，不利于水輪機(jī)的水力設(shè)計(jì)及穩(wěn)定運(yùn)行。因此，基于面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)環(huán)境及數(shù)據(jù)庫(kù)，集成CAD、CF

2、D等商業(yè)軟件，搭建水輪機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化平臺(tái)，開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)輪水力設(shè)計(jì)、模型試驗(yàn)、真機(jī)數(shù)據(jù)采集及分析等功能，對(duì)于提高水輪機(jī)水力設(shè)計(jì)效率，改善真機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性具有工程應(yīng)用價(jià)值。具體成果如下：
　　首先，基于轉(zhuǎn)輪水力設(shè)計(jì)程序與CFD軟件的日志文件特點(diǎn)，應(yīng)用交互式對(duì)話窗口，完成“混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)”等功能模塊，通過(guò)點(diǎn)擊設(shè)計(jì)菜單完成給定設(shè)計(jì)參數(shù)的水力設(shè)計(jì)，CFD軟件的三維建模，網(wǎng)格劃分，以及三維流動(dòng)數(shù)值模擬分析的自動(dòng)化的執(zhí)行與查看。
　　然后，基于

3、USB2086數(shù)據(jù)采集卡與采集分析程序，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的采集與分析功能，該功能實(shí)現(xiàn)對(duì)模型試驗(yàn)和真機(jī)試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，并通過(guò)采用時(shí)域和頻域分析程序，對(duì)所獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，反饋并指導(dǎo)轉(zhuǎn)輪水力設(shè)計(jì)，從實(shí)際工程應(yīng)用上解決模型試驗(yàn)或者真機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　最后，基于設(shè)計(jì)平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)，分別給出具體的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助選型設(shè)計(jì)、混流式水輪機(jī)設(shè)計(jì)功能的實(shí)際應(yīng)用，選出符臺(tái)水力要求的水輪機(jī)型號(hào)和設(shè)計(jì)出性能良好的混流式水輪