本文關鍵詞：基于CFD流場計算的彎肘型與圓截面型尾水管水力性能研究

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【摘要】：尾水管是反擊式水輪機中的一個重要組成部件,它的作用是將水輪機轉輪出口的動能轉成壓能,并回收水流的部分能量。水輪機組運行過程中產生振動的會影響機組的穩(wěn)定性,尾水管中的流態(tài)對水輪機組的穩(wěn)定性有重要的影響,選擇合適的尾水管對機組運行穩(wěn)定性和機組能量特性有著重大意義。本文以某水電站型號為HL365-LJ-233的水輪機作為研究對象,運用SolidWorks三維建模,使用FLUENT軟件進行流場分析。主要研究對比圓截面尾水管和彎肘型尾水管在不同工況下的性能的表現,研究的結果以FLUENT軟件流場分析的速度圖、壓力圖和流線圖來表示。觀察圖形可對比兩種尾水管在不同工況下內部水流的流態(tài),從而確定哪一種尾水管的內部流態(tài)好穩(wěn)定性好。經過模擬計算得出圓截面型尾水管與彎肘型尾水管的性能比較:在小流量下,兩種尾水管內部流態(tài)都比較紊亂,二次回流和滯流現象嚴重;在最優(yōu)工況下,兩種尾水管速度以及壓力分布合理,流態(tài)較為穩(wěn)定,流線也比較順暢�？偟膩碚f,彎肘型尾水管的速度、壓力和流線分布較圓截面型尾水管更為均勻。彎肘型尾水管內部流態(tài)合理,水力損失小,恢復性能好,接近于實際情況。
【關鍵詞】：圓截面型尾水管 彎肘型尾水管 穩(wěn)定性 內部流態(tài)
【學位授予單位】：南昌工程學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK733
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 本文研究背景及意義7
• 1.2 尾水管的作用及內部流動特征7-8
• 1.3 尾水管內部流態(tài)研究現狀8-11
• 1.4 本文主要研究內容11-12
• 2 基于計算流體力學的研究方法12-30
• 2.1 計算流體力學介紹12-13
• 2.2 CFD原理13-21
• 2.2.1 計算流體力學求解的數值方法13-15
• 2.2.2 流場迭代求解方法15-20
• 2.2.2.1 SIMPLE算法16-18
• 2.2.2.2 SIMPLEC算法18
• 2.2.2.3 PISO算法18-20
• 2.2.3 CFD軟件結構20-21
• 2.3 流體力學基本方程21-24
• 2.3.1 連續(xù)性方程21-22
• 2.3.2 動量方程22
• 2.3.4 能量方程22-24
• 2.4 湍流模型24-29
• 2.4.1 單方程（Spalart-Allmaras）模型24-25
• 2.4.2 標準k~ε模型25-26
• 2.4.3 RNG k~ε 模型26-27
• 2.4.4 可實現（Realizable） k~ε 模型27
• 2.4.5 Reynolds應力模型27-28
• 2.4.6 大渦模擬28-29
• 2.5 本章小結29-30
• 3 過流部件的幾何建模和網格劃分30-41
• 3.1 幾何建模的建立30-33
• 3.1.1 蝸殼的幾何建模30-31
• 3.1.2 轉輪的幾何建模31-32
• 3.1.3 尾水管的幾何建模32-33
• 3.2 網格類型和生成方法33-38
• 3.2.1 結構化網格34-35
• 3.2.2 非結構化網格35
• 3.2.3 混合網格35-36
• 3.2.4 網格的質量檢查36
• 3.2.5 ICEM CFD簡介36-37
• 3.2.6 Meshing網格劃分平臺37
• 3.2.7 網格劃分過程37-38
• 3.3 三維數值模擬的邊界條件38-40
• 3.3.1 入口邊界條件38
• 3.3.2 出口邊界條件38
• 3.3.3 壓力邊界條件38-39
• 3.3.4 固壁邊界條件39-40
• 3.4 本章小結40-41
• 4 尾水管的內部流動計算及結果分析41-48
• 4.1 尾水管模擬結果分析對比42-47
• 4.2 本章小結47-48
• 5 結論與展望48-50
• 5.1 結論48-49
• 5.2 展望49-50
• 參考文獻50-54
• 致謝54

【參考文獻】

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1 馮建軍;武樺;吳廣寬;郭鵬程;羅興，

本文編號：786140