上向流水轮机中自由液面流动的数值模拟

摘要：

为了更加准确地研究上向流水轮机内部流动情况,评价其水力性能,指导水力设计,建立了上向流水轮机(包括蜗壳和转轮)的全流道几何模型.利用非结构化网格划分技术进行流道的网格划分,在转轮叶片、蜗壳导叶等壁面进行网格加密,网格尺度的选择保证满足湍流计算对壁面y+的要求.基于RNGk-ε湍流模型进行水轮机内部流场的求解,利用流体体积法进行自由液面捕捉,得到上向流水轮机在考虑自由液面时的内部流动模拟结果.基于数值计算结果进行了水轮机内部流动的损失分析,研究发现:在水轮机固定导叶和转轮进口之间的流道存在较大的损失,占总损失的73％；内部流动细节显示该区域的台阶结构是损失的直接诱因,同时造成了转轮进口流态恶化；可通过改进上向流水轮机过渡段的设计消除台阶,以改善上向流水轮机能量性能.

关键词：上向流水轮机、流体体积法、数值模拟、自由液面

所属期刊栏目：31

分类号：S277.9;TV7(农田水利)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51209206

在线出版日期：2013-08-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：305-308