抽水蓄能電站作為目前高效的儲(chǔ)能方式,迎來(lái)了大力發(fā)展的機(jī)遇。為了追求高水頭、大流量、高效率等性能提升,水泵水輪轉(zhuǎn)輪的葉片被設(shè)計(jì)的狹長(zhǎng)且越來(lái)越薄,而且水泵水輪機(jī)在工作中過(guò)渡過(guò)程復(fù)雜且不同工況間轉(zhuǎn)換迅速頻繁,導(dǎo)致核心部件轉(zhuǎn)輪應(yīng)力、應(yīng)變?cè)龃?并可能引發(fā)共振。本文基于流固耦合計(jì)算方法研究水泵水輪機(jī)在非設(shè)計(jì)工況下的內(nèi)部流動(dòng)及轉(zhuǎn)輪動(dòng)力學(xué)特性,具有重要理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義,主要工作和結(jié)論如下:采用CFX和Mechnical軟件,湍流模型選取RNG k-ε對(duì)6個(gè)不同工況點(diǎn)進(jìn)行單向穩(wěn)態(tài)流固耦合計(jì)算,與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證本次計(jì)算有效性,并分析發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪區(qū)域存在諸多二次流,在大流量工況下會(huì)使葉片上游部位承受較大剪切力。轉(zhuǎn)輪應(yīng)力分布最大區(qū)域是葉片進(jìn)口邊與上冠交界處,也是最容易受到破壞的部位,經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核,滿足實(shí)際運(yùn)行要求。葉片最大變形部位在進(jìn)口邊中部,變形量隨流量增大呈微小幅度增加的趨勢(shì)。針對(duì)流固耦合單雙向計(jì)算方法在高水頭水泵水輪機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行對(duì)比探究。采用非定常分析單雙向流固耦合計(jì)算得到的外特性、內(nèi)流場(chǎng)以及應(yīng)力應(yīng)變后總結(jié)出,葉片形變對(duì)水泵水輪機(jī)性能影響很小,對(duì)內(nèi)流場(chǎng)擾動(dòng)僅會(huì)改變形變較大的葉片進(jìn)口邊局部壓力分布。在流...

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1單向流固耦合與雙向流固耦合對(duì)比

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-接近實(shí)際情況，而單向流固耦合方法僅在某種情況下對(duì)特定值能給出比較準(zhǔn)確的結(jié)果[5]，圖1-1所示為單向耦合與雙向耦合計(jì)算過(guò)程的對(duì)比。圖1-1單向流固耦合與雙向流固耦合對(duì)比1.2.1.1流固耦合方法的理論研究流固耦合計(jì)算方法的研究一直持續(xù)至今，針對(duì)....

圖2-1水泵水輪機(jī)三維模型

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文11第2章數(shù)值模擬策略及試驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（ComputationalFluidDynamics，簡(jiǎn)稱CFD）和有限元分析（FiniteElementAnalysis，簡(jiǎn)稱FEA）是本課題主要采用的數(shù)值模擬方法。在掌握計(jì)算理論的前提下，采用目前成....

圖2-2計(jì)算域離散示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文12的方程，最終獲得整個(gè)計(jì)算域的物理量分布從數(shù)學(xué)原理上來(lái)說(shuō)，計(jì)算域網(wǎng)格越密則計(jì)算精度越高，但是考慮到計(jì)算資源的合理有效利用和計(jì)算精度和網(wǎng)格數(shù)的關(guān)系并非線性，所以本次選用了最適合課題的網(wǎng)格數(shù)。網(wǎng)格類型按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為網(wǎng)格正交處理連線的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和不規(guī)....

圖2-3固體域求解邊界條件設(shè)置

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文15{x}——位移矢量；{F(t)}——力矢量；{x"}——速度矢量；{x""}——加速度矢量。目前研究中使用流固耦合計(jì)算模塊將三維CFX流體計(jì)算仿真結(jié)果作為水泵水輪機(jī)受力，將流體與結(jié)構(gòu)中相對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的壓力施加到固體轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)有限元模型上，研究水泵水輪機(jī)....

本文編號(hào)：3896010