近年來,國內(nèi)外一些水電站混流式水輪機(jī)機(jī)組在運(yùn)行過程中,其轉(zhuǎn)輪葉片產(chǎn)生裂紋,導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng)加劇,嚴(yán)重危及到機(jī)組的運(yùn)行安全,水牛家電站水輪機(jī)就是其中之一。由于水輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況復(fù)雜,水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪與流場的耦合作用是導(dǎo)致葉片產(chǎn)生疲勞斷裂、動(dòng)力失穩(wěn)的重要因素之一。因此,研究水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪流固耦合特性對(duì)深入了解水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片振動(dòng)機(jī)理、預(yù)測葉片發(fā)生裂紋位置、避免水力共振、確保水牛家電站機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。本文對(duì)水牛家電站混流式水輪機(jī)在典型負(fù)荷工況下的流場分布及流固耦合特性進(jìn)行數(shù)值模擬分析,為水輪機(jī)過流部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)輪葉片缺陷處理提供理論參考,其主要研究工作如下:（1）根據(jù)水牛家電站水輪機(jī)組實(shí)際運(yùn)行工況,選取最小水頭、額定水頭與最大水頭分別在40%、70%、100%負(fù)荷下的9個(gè)工況,對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行內(nèi)流場及流固耦合分析。（2）根據(jù)水輪機(jī)過流部件設(shè)計(jì)參數(shù),利用UG軟件對(duì)水輪機(jī)過流部件進(jìn)行建模,在ANSYS軟件中完成各過流部件網(wǎng)格劃分。（3）采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型對(duì)各工況進(jìn)行定常流計(jì)算,分析不同水頭不同負(fù)荷工況下的水輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性。（4）基于定常流計(jì)算結(jié)果,利用ANSYS軟件計(jì)算分析水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的流固... 

【文章來源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

蝸殼三維模型

導(dǎo)水機(jī)構(gòu)具有調(diào)整出力、截?cái)嗨鞯淖饔肹55]。式水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)是由固定導(dǎo)葉和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，共 24 個(gè)導(dǎo)葉，分m，導(dǎo)葉沿圓周均勻布置于座環(huán)和轉(zhuǎn)輪之間的環(huán)形空間內(nèi)。最終得出水體模型如圖 3.2 所示：

將各個(gè)等高線上葉片正面和背面邊界點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合，得到葉片的后利用復(fù)制、陣列命令最終得到轉(zhuǎn)輪葉片實(shí)體模型如圖 3.3（a）所將水輪機(jī)上冠及下環(huán)的截面軸線繞中心軸旋轉(zhuǎn)360度得到整個(gè)轉(zhuǎn)輪的運(yùn)用布爾運(yùn)算由轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)體減去葉片實(shí)體，最終得到轉(zhuǎn)輪水體三維）所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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