發(fā)布時(shí)間：2021-08-11 21:22

　　水泵水輪機(jī)組運(yùn)行工況多、工況轉(zhuǎn)換頻繁、過渡過程劇烈,分析水泵水輪機(jī)內(nèi)流態(tài)對(duì)研究機(jī)組安全穩(wěn)定性有重要意義。借用虛擬現(xiàn)實(shí)顯示（VR）技術(shù)能實(shí)現(xiàn)直觀、形象、無死角的流態(tài)展示。通過CFD對(duì)某水泵水輪機(jī)的多個(gè)典型工況進(jìn)行模擬,用VR展示了各工況獨(dú)特的流態(tài),總結(jié)了流態(tài)特征,發(fā)現(xiàn)一些未被報(bào)道的流態(tài),加深了對(duì)水泵水輪機(jī)流態(tài)的認(rèn)識(shí)。作為水泵水輪機(jī)流場(chǎng)特性VR分析的嘗試,證明VR能彌補(bǔ)傳統(tǒng)流態(tài)展示后處理方式的不足,有很好應(yīng)用前景。 

【文章來源】：中國(guó)農(nóng)村水利水電. 2020,(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

水泵水輪機(jī)三維模型

如圖2所示,在HTC Vive虛擬現(xiàn)實(shí)顯示器中,觀察者可以看到與桌面上EnSight顯示內(nèi)容同步的3D場(chǎng)景,通過計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的虛擬環(huán)境,觀察者可以實(shí)現(xiàn)“走進(jìn)”水泵水輪機(jī)內(nèi)部,細(xì)致入微地查看水泵水輪機(jī)任意位置的流線分布、速度大小、轉(zhuǎn)輪受力等流場(chǎng)信息,切身感受水泵水輪機(jī)內(nèi)各工況流態(tài)變化,清楚地了解每一細(xì)節(jié)的流態(tài)特征。傳統(tǒng)的后處理可視化局限于計(jì)算機(jī)顯示器的平面視窗,而水泵水輪機(jī)是復(fù)雜的三維金屬結(jié)構(gòu),再加上快速旋轉(zhuǎn),不少工況下水流運(yùn)動(dòng)紊亂,用一個(gè)一個(gè)的二維切面或平面圖片進(jìn)行觀察或展示,難以獲得形象、生動(dòng)的復(fù)雜三維流態(tài),且受固體阻擋,容易漏看一些局部流態(tài)。然而,運(yùn)用VR技術(shù),研究者可以身臨其境地進(jìn)入三維流態(tài)內(nèi),四處隨意觀察,既清晰、形象、直觀,也可防止視線死角,發(fā)現(xiàn)一些之前不易發(fā)現(xiàn)的細(xì)部流態(tài),加深對(duì)水泵水輪機(jī)能量轉(zhuǎn)換機(jī)理的認(rèn)識(shí)。

在水泵水輪機(jī)運(yùn)行過程中若出現(xiàn)突然斷電,則水泵水輪機(jī)會(huì)進(jìn)入水泵制動(dòng)工況,這是一個(gè)特殊的工作狀態(tài),轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向仍與水泵工況相同,而水流流向從水泵方向變?yōu)樗啓C(jī)方向,由蝸殼流向尾水管。此時(shí),水泵水輪機(jī)內(nèi)流態(tài)復(fù)雜,轉(zhuǎn)輪葉道內(nèi)大部分被堵塞。當(dāng)水流流經(jīng)導(dǎo)葉區(qū)域進(jìn)入轉(zhuǎn)輪時(shí),會(huì)沖擊葉片進(jìn)口壓力面,形成局部高壓,并且入流量越大,壓力也會(huì)越高,同時(shí)耗散一大部分能量。葉片對(duì)水流的強(qiáng)烈作用會(huì)使其在吸力面?zhèn)劝l(fā)生流動(dòng)分離,形成渦結(jié)構(gòu),水流主要從壓力面?zhèn)冗M(jìn)入轉(zhuǎn)輪,如圖4(a)所示,葉道內(nèi)水流為螺旋形的三維流動(dòng),借用VR技術(shù)能清晰地展示這類三維流動(dòng)的細(xì)節(jié)。在水泵制動(dòng)工況下,雖然總流量的方向是水輪機(jī)方向,但在尾水管的中部存在著較強(qiáng)的回流,如圖4(b)。圖4 水泵制動(dòng)工況某工作點(diǎn)(點(diǎn)2)流態(tài)圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3336917