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X型叶片水轮机转轮流场的数值模拟
  • ISSN号:1003-1243
  • 期刊名称:《水力发电学报》
  • 时间:0
  • 分类:TV136.1[水利工程—水力学及河流动力学]
  • 作者机构:[1]中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(90510007)
中文摘要:

X型叶片在最近几年被广泛用于高水头大容量混流式水轮机,其数值模拟对计算机的配置提出了更高的要求。模型的建立和网格的粗细直接影响着水轮机数值模拟的结果和对硬件资源的需求。本文从这两方面着手,解决硬件资源一定条件下的大规模流场计算问题。采用全流道和单流道两种几何模型、三种网格精度对X型叶片混流式水轮机转轮进行数值模拟,对能量特性进行了预估,并分析了转轮内部的流动细节。分析结果表明:单流道计算所得能量特性结果优于全流道计算结果,与实验结果一致,这是由网格的粗细引起的;X型叶片表面压力和速度变化均匀,转轮内流动顺畅,表现出良好的水力性能,与实际情况相符;用单流道模型来代替全流道模型对转轮流场进行数值模拟,可以提高计算精度,节省计算时间,降低计算成本。

英文摘要:

Numerical simulation of large Francis turbine with X-type blades requires high-configuration computers. The results of numerical simulation and the demand of hardware resources are directly affected by the model and grids. The problem of large-scale flow computation is studied under limited hardware resource from the above two aspects. Two geometric models and three mesh scales are employed to simulate 3D turbulent flow in the Francis turbine runner with X-type blades. The hydraulic performance is predicted, and the flow details in the runner are analyzed. The results show that the performance features obtained by using single runner passage model are not only in good agreement with the experimental results, but also better than those obtained by using full runner model. The results also show that the pressure and velocity distributions on the surfaces of X-type blades are uniform, and the runner with X-type blades has'good hydraulic performance. Numerical simulation with employing single runner model instead of full runner model can improve computing accuracy, save computing time, and reduce computing cost.

同期刊论文项目
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期刊信息
  • 《水力发电学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水力发电工程学会
  • 主编:李庆斌
  • 地址:北京清华大学新水利馆211室
  • 邮编:100084
  • 邮箱:
  • 电话:010-62783813
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-1243
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2241/TV
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 优秀学术期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12057