本文關(guān)鍵詞：基于流固耦合的水輪機轉(zhuǎn)輪應(yīng)力數(shù)值模擬　出處：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：轉(zhuǎn)輪是水輪機組的核心部件,轉(zhuǎn)輪的安全性直接關(guān)系到水電機組的長期穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)的實驗測量方法雖具有較高的準(zhǔn)確性和實用性,但成本很高,需要消耗大量的人力物力以及時間。運用基于流固耦合的應(yīng)力模擬技術(shù),可以在低成本下從一定程度上得出應(yīng)力的大致分布情況,為轉(zhuǎn)輪應(yīng)力的進一步研究指明方向�；趕tarccm+有限元分析軟件,對三峽左岸電廠6號機組進行了計算流體力學(xué)模擬分析,得出其水力模型內(nèi)流情況和外特性參數(shù),與相應(yīng)實驗數(shù)據(jù)進行對比驗證流場模擬的可靠性。運用流固耦合數(shù)值模擬技術(shù),截取轉(zhuǎn)輪中一個葉片進行結(jié)構(gòu)模擬分析,得出葉片表面應(yīng)力分布、應(yīng)變量分布,并對照實驗測點在葉片表面取若干節(jié)點與相應(yīng)實驗數(shù)據(jù)進行對比,驗證了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性,同時對數(shù)值模擬的不足之處也進行了適當(dāng)分析。進而對模型進行流固耦合動態(tài)計算,得出葉片表面應(yīng)力及應(yīng)變量的動態(tài)特性,對其進行快速傅里葉變換分析其頻域特性,結(jié)果顯示在轉(zhuǎn)頻和24倍轉(zhuǎn)頻處有較大幅值的波動,證明導(dǎo)葉葉片數(shù)對動應(yīng)力影響較大。并與實驗數(shù)據(jù)對比,驗證計算結(jié)果的可靠性,分析其動應(yīng)力特性的機理,結(jié)合工程實際對動態(tài)流固耦合模擬計算的實際意義。
[Abstract]:Runner is the core component of hydraulic turbine unit, the safety of runner is directly related to the long-term stable operation of hydropower unit. Although the traditional experimental measurement method has high accuracy and practicability, but the cost is very high. It is necessary to consume a lot of manpower and material resources and time. By using fluid-solid coupling stress simulation technology, the approximate distribution of stress can be obtained to a certain extent at low cost. Based on the starccm finite element analysis software, the computational fluid dynamics simulation analysis of No. 6 unit in the left bank power plant of the three Gorges Project is carried out. The internal and external characteristic parameters of the hydraulic model are obtained and compared with the corresponding experimental data to verify the reliability of the flow field simulation. The fluid-solid coupling numerical simulation technique is used. The stress distribution and strain distribution on the blade surface are obtained by structural simulation analysis of one blade in the impeller, and some nodes on the blade surface are taken to compare with the corresponding experimental data. The reliability of the numerical simulation results is verified, and the shortcomings of the numerical simulation are also properly analyzed. Further, the dynamic characteristics of the blade surface stress and the strain are obtained by the fluid-solid coupling dynamic calculation of the model. The fast Fourier transform (FFT) is used to analyze its frequency domain characteristics. The results show that there is a large amplitude fluctuation at the frequency conversion and 24 times frequency. It is proved that the number of blades has a great influence on the dynamic stress, and compared with the experimental data. The reliability of the calculation results is verified, the mechanism of dynamic stress characteristics is analyzed, and the practical significance of the dynamic fluid-solid coupling simulation calculation combined with the engineering practice is discussed.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV734.1

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本文編號：1439073