基于數(shù)值模擬的窄高型尾水管內(nèi)部流動(dòng)分析.pdf

1、混流式水輪機(jī)在部分負(fù)荷下出現(xiàn)的尾水管空化渦帶是誘發(fā)水輪機(jī)振動(dòng)、管道系統(tǒng)水力共振、葉片裂紋等安全問(wèn)題的主要原因之一。國(guó)內(nèi)外對(duì)混流式水輪機(jī)在部分負(fù)荷下尾水管壓力脈動(dòng)的研究已越來(lái)越深入。目前通過(guò)數(shù)值計(jì)算已經(jīng)能較好模擬模型試驗(yàn)中觀察到的渦帶,預(yù)測(cè)的壓力脈動(dòng)特征與試驗(yàn)值也有一定程度的吻合;對(duì)尾水管內(nèi)渦帶產(chǎn)生機(jī)理的認(rèn)識(shí)也更加清晰。
　　本文結(jié)合二灘水電站的原型水輪機(jī)尾水管幾何參數(shù)來(lái)建立此窄高型尾水管的幾何物理模型,基于三維時(shí)均N-S方程對(duì)尾水

2、管內(nèi)部流動(dòng)及特性進(jìn)行三維數(shù)值模擬分析,通過(guò)計(jì)算結(jié)果對(duì)窄高型尾水管內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了分析。
　　論文具體完成的工作內(nèi)容如下:
　　一、根據(jù)二灘水電站的實(shí)際水力參數(shù),對(duì)水輪機(jī)的尾水管整體結(jié)構(gòu)建立物理模型;
　　二、研究了利用ICEMCFD軟件對(duì)尾水管進(jìn)行網(wǎng)格劃分的方法以及利用FLUENT軟件對(duì)尾水管模型選擇、參數(shù)選擇、求解計(jì)算等一系列軟件應(yīng)用的關(guān)鍵步驟;
　　三、采用標(biāo)準(zhǔn)???模型在不同工況下對(duì)尾水管進(jìn)行了定常湍流計(jì)算。

3、對(duì)求解收斂的結(jié)果進(jìn)行后處理,得到了不同工況下計(jì)算流體區(qū)域的速度矢量分布、靜壓力分布、全壓力分布,分析了各工況點(diǎn)流體流動(dòng)狀態(tài)和靜、全壓數(shù)值變化;
　　四、在定常湍流計(jì)算的基礎(chǔ)上,以其作為初始條件應(yīng)用雷諾應(yīng)力湍流模型進(jìn)行了尾水管的非定常湍流數(shù)值模擬,得到的計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)際流場(chǎng)的分布;
　　五、還采用氣液混相均質(zhì)假設(shè)和基于組分輸運(yùn)方程的空化模型,通過(guò)求解氣液混相均質(zhì)流的雷諾平均N-S方程以及氣相組分輸運(yùn)方程,并考慮不可凝結(jié)氣相(