混流式水輪機特性的數值模擬分析

內容簡介

本書以混流式水輪機為主要研究對象，採用數值模擬的方法對不同型號的水輪機進行了建模和性能分析，介紹了作者多年來的研究成果，主要內容包括：①數值模擬的計算理論，主要有流體流動控制方程、湍流模型、有限元理論、模態分析理論、流固耦合數學模型、尾水管渦帶基礎理論、固液兩相流控制方程、飛逸工況控制方程、空化性能預估方程等；②HL160-LJ-25型水輪機內部流動數值分析與葉片最佳化，主要對其內部流動進行了數值計算與分析，對轉輪結構進行了靜力分析並對葉片進行了最佳化；③基於雙向流固耦合的HL259型水輪機轉輪特性分析，對進行流場計算與進行流固耦合計算的兩種計算方法進行了充分的比較；④HL240型水輪機固液兩相流動與飛逸工況特性分析，著重分析了在固液兩相流動狀態下輪機過流部件的磨損情況和外特性情況，同時計算了6個不同開度下的水輪機飛逸工況的內部流動情況；⑤HLA520型水輪機長短葉片轉輪性能分析，採用數值模擬方法對HLA520型水輪機長短葉片混流式水輪機全流道進行了計算，分析了該水輪機的能量特性和空化特性。

圖書目錄

前言

第1章緒論 1

1.1 混流式水輪機概述 1

1.2 混流式水輪機的套用與研究現狀 1

1.2.1 套用現狀 1

1.2.2 研究現狀 2

1.3 水輪機數值模擬 11

第2章數值模擬計算理論 14

2.1 計算流體動力學概述 14

2.2 流體流動控制方程 15

2.2.1 連續方程 15

2.2.2 動量方程 16

2.2.3 能量方程 17

2.3 湍流模型 18

2.3.1 標準k-ε模型 18

2.3.2 重整化群k-ε模型 19

2.3.3 剪下壓力傳輸模型 19

2.4 有限元理論 19

2.5 模態分析理論 20

2.6 流固耦合數學模型 21

2.7 尾水管渦帶基礎理論 21

2.8 固液兩相流控制方程 22

2.9 飛逸工況控制方程 22

2.10 空化性能預估方程 23

2.11 本章小結 24

第3章 HL160-LJ-25型水輪機內部流動數值分析與葉片最佳化 25

3.1 基本參數 25

3.2 過流部件幾何模型的建立 25

3.3 計算域格線劃分 27

3.3.1 格線劃分方法 27

3.3.2 格線劃分過程 28

3.3.3 格線質量檢查及提高 29

3.3.4 流動計算域格線模型 30

3.4 內部流動數值計算與分析 32

3.4.1 內部流動數值計算概述 32

3.4.2 內部流動數值計算 32

3.4.3 全流道計算結果分析 34

3.5 轉輪結構靜力分析 46

3.5.1 格線劃分與載荷施加 46

3.5.2 靜力計算及分析 48

3.6 轉輪葉片的最佳化 51

3.6.1 設計工況下葉片的水力特性最佳化 51

混流式水輪機特性的數值模擬分析

基本介紹

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