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拉西瓦水电站机组座环、蜗壳焊接裂纹成因分析及处理措施 被引量：1
1
作者 沈有国 贾激扬 +1 位作者 刘启栋 许自力 《水力发电》 北大核心 2007年第11期85-87,共3页
拉西瓦水电站水轮机座环采用德国进口的S550Q低合金高强钢,蜗壳采用德国进口的S500M低合金高强钢。因两种低合金高强钢具有明显的淬硬性,可焊性较差,蜗壳组焊时产生较大的拘束应力,在6号机组蝶形边、大舌板焊接过程中曾反复出现焊缝裂... 拉西瓦水电站水轮机座环采用德国进口的S550Q低合金高强钢,蜗壳采用德国进口的S500M低合金高强钢。因两种低合金高强钢具有明显的淬硬性,可焊性较差,蜗壳组焊时产生较大的拘束应力,在6号机组蝶形边、大舌板焊接过程中曾反复出现焊缝裂纹。经技术人员对工艺和钢材焊接性进行试验分析后,找出了产生裂纹的主要原因,制订了新的焊接工艺措施,杜绝了裂纹的再次发生,保证了焊接质量,为今后类似工程提供了经验和借鉴。 展开更多
关键词 低合金高强钢 蜗壳 座环 焊接裂纹 拉西瓦水电站
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水电机组上机架振动机理分析及结构强度评估研究
2
作者 刘小云 罗先洪 +4 位作者 姚佳轩 万元 付亮 李永恒 邹屹东 《水电站机电技术》 2025年第12期126-130,151,共6页
水电机组在运行过程中易产生多源耦合振动,其中上机架振动过大会影响机组运行稳定性和结构安全。针对机组上机架振动偏大的问题,本文开展了现场测试与有限元分析相结合的研究,以揭示振动机理并评估结构安全性。通过变转速、变励磁和变... 水电机组在运行过程中易产生多源耦合振动,其中上机架振动过大会影响机组运行稳定性和结构安全。针对机组上机架振动偏大的问题,本文开展了现场测试与有限元分析相结合的研究,以揭示振动机理并评估结构安全性。通过变转速、变励磁和变负荷等工况试验,识别出上机架水平振动超标主要由转子质量不平衡和不平衡磁拉力共同引起;同时,上机架垂直振动主频与机组转速无关,初步判断其为结构固有振动。建立了考虑实际约束条件和附加质量的有限元模型,模态分析结果验证了垂直振动源于上机架固有模态被外部扰动激发。基于强度评估表明,上机架垂直振动不会导致结构疲劳破坏。研究结果揭示了上机架振动的形成机理,为类似机组的振动诊断、结构优化及运行稳定性提升提供了参考。 展开更多
关键词 上机架 振动特性 有限元分析 固有频率 结构强度评估
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混流式水轮机的三维湍流流场分析与性能预测 被引量：26
3
作者 辛喆 吴俊宏 常近时 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期118-124,I0004,共8页
用数值方法研究混流式水轮机各通流元件内部流场是优化其设计的重要手段。该文基于Navier-Stokes方程和k-ε紊流模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对一模型混流式水轮机引水元件、转轮和尾水管进行了联合计算与转轮单流道... 用数值方法研究混流式水轮机各通流元件内部流场是优化其设计的重要手段。该文基于Navier-Stokes方程和k-ε紊流模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对一模型混流式水轮机引水元件、转轮和尾水管进行了联合计算与转轮单流道计算,数值模拟了水轮机各通流元件内部三维湍流流场,预测了水轮机的能量性能和空化性能,并与水轮机模型试验结果进行了对比。该文的水轮机计算效率与实测效率非常接近,各工况最大相对误差为0.9%;计算的初生空化系数与实测临界空化系数之比为1.57～1.99,符合实际。研究结果表明,该文提出的多部件联合计算与转轮单流道计算相结合的方法,可节省计算资源且精度较高,并具有良好的工程适用性。 展开更多
关键词 混流式水轮机 数值模拟 流场 三维湍流 性能预测
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三维湍流流动计算在混流式转轮水力设计中的应用 被引量：16
4
作者 齐学义 冯俊豪 +1 位作者 李纯良 李铁 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2006年第5期48-52,共5页
根据实际工程的需要,对需在某具体水力参数下工作的水轮机转轮通过CFD的手段进行了转轮水力模型的设计与开发.设计过程中,基于RANS方程,采用标准k-ε湍流模型和有限体积法,对转轮内部的流动状态在某具体水力参数(含特征工况点)下,进行... 根据实际工程的需要,对需在某具体水力参数下工作的水轮机转轮通过CFD的手段进行了转轮水力模型的设计与开发.设计过程中,基于RANS方程,采用标准k-ε湍流模型和有限体积法,对转轮内部的流动状态在某具体水力参数(含特征工况点)下,进行了全三维粘性流动的数值模拟;依据各工况下的模拟结果和分析其流态与流场分布情况的基础上,对初始设计出的模型转轮的翼型和叶片几何形状、尺寸做了进一步修正、改进;经性能预估验证,得到了水力性能良好的新的混流式转轮水力模型.文中采用结构和非结构化网格相结合的划分方法,不仅可行,而且还提高了网格质量和计算精度;用叶片正背面压力差表示叶片上压力分布的变化规律,可以更清晰地反映出叶片的作功情况. 展开更多
关键词 混流式水轮机 CFD 有限体积 数值计算
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基于Pro/E的水轮机尾水管肘管部分的三维造型 被引量：9
5
作者 齐学义 马惠萍 +1 位作者 杨国来 敏政 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期103-106,共4页
针对水轮机内部流场CFD数值模拟及工程实际制造需要,对弯肘型尾水管的三维造型进行分析与研究,发现常用的造型方法过程繁琐,且不便于修改流道也不易光滑。本文提出一种新的造型方法,不仅克服了常用方法的弊端,而且造型过程简洁直观、生... 针对水轮机内部流场CFD数值模拟及工程实际制造需要,对弯肘型尾水管的三维造型进行分析与研究,发现常用的造型方法过程繁琐,且不便于修改流道也不易光滑。本文提出一种新的造型方法,不仅克服了常用方法的弊端,而且造型过程简洁直观、生成的型面平顺光滑,修改过程灵活,适应性强,可更精确地实现设计意图。经实例造型与CFD流场模拟验证,提出的方法不仅设计出的尾水管内部水流运动符合设计假定,其流场分布与理论分析相符,而且所设计出的尾水管流道平顺光滑,流态良好。 展开更多
关键词 水轮机 尾水管 PRO/E 造型 CFD
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水泵水轮机导叶开启瞬态过程数值分析 被引量：6
6
作者 李琪飞 蒋雷 +2 位作者 李仁年 权辉 谭海燕 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第6期60-64,共5页
基于滑移网格和动态网格相结合的思想,实现水泵水轮机二维模型在转轮区转速增大和活动导叶开启共同作用下引起的瞬变流场的数值模拟,得到速度、压强随时间的瞬态变化规律,探讨水泵水轮机导叶开启过程的流场特性;对预开一对导叶下的启动... 基于滑移网格和动态网格相结合的思想,实现水泵水轮机二维模型在转轮区转速增大和活动导叶开启共同作用下引起的瞬变流场的数值模拟,得到速度、压强随时间的瞬态变化规律,探讨水泵水轮机导叶开启过程的流场特性;对预开一对导叶下的启动过程进行模拟,分析导叶区域的内部流场瞬态演化过程.结果表明:导叶开启过程中叶片对导叶区域的干涉作用由强变弱,速度分布的均匀性和周向对称性逐渐提高;设置预开一对导叶后,破坏了初始阶段流动的对称性,导致流动的不稳定性增强,活动导叶与转轮之间的压强波动幅度增大,对机组运行的稳定性有一定影响. 展开更多
关键词 水泵水轮机 滑移网格 动态网格 导叶开启 瞬态演化 数值模拟
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混流式水轮机导叶绕流的三维湍流数值模拟 被引量：7
7
作者 辛喆 张兰金 常近时 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期53-57,共5页
在现有水轮机引水元件(包括导叶)内部流场数值计算方法和设计理论的基础上,基于Navier -Stokes方程和标准的k- ε紊流模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对一模型机的蜗壳、座环和导叶进行了联合计算。计算结果表明:混流式... 在现有水轮机引水元件(包括导叶)内部流场数值计算方法和设计理论的基础上,基于Navier -Stokes方程和标准的k- ε紊流模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对一模型机的蜗壳、座环和导叶进行了联合计算。计算结果表明:混流式水轮机导叶叶间流道中的水流运动沿周向呈周期性变化,叶道中间水流速度较大,越靠近叶片速度越小;随着导叶开度的增大,水流切向速度减小,径向速度增大,导叶出口的水流角增大;导叶出口水流速度及环量分布不均匀,与工况变化有关,进行转轮及全流道三维湍流计算时应考虑这一因素;叶型表面水流速度和压力分布随导叶开度变化的规律比较复杂。 展开更多
关键词 导叶 NAVIER-STOKES方程 Κ-Ε紊流模型 SIMPLEC算法 三维数值模拟
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基于转轮换型的水轮机增容改造及数值模拟 被引量：5
8
作者 敏政 田亚平 +2 位作者 朱月龙 张学光 韩伟 《人民长江》 北大核心 2017年第16期78-82,共5页
从青海铁吾电站HL160-WJ-84水轮机运行中的实际问题出发,在明确了水轮机改造的方向和目标后,对新旧型谱系列模型转轮的性能进行了对比分析。基于对比结果,初选出了D06A转轮用于技术改造试验。对改造前后的水轮机全流道进行三维湍流数值... 从青海铁吾电站HL160-WJ-84水轮机运行中的实际问题出发,在明确了水轮机改造的方向和目标后,对新旧型谱系列模型转轮的性能进行了对比分析。基于对比结果,初选出了D06A转轮用于技术改造试验。对改造前后的水轮机全流道进行三维湍流数值计算,给出了水轮机改造前后的水动力学特性差异。同时,对改造前后的水轮机蜗壳、转轮叶片的流态分布状况进行了分析比较,对改造后的水轮机整体水力性能进行预估。分析认为,对于小型卧式HL160机组而言,更换转轮后还需对上冠泄水孔实施改造,以防止对流场造成扰动,降低机组的效率。 展开更多
关键词 转轮更换 数值模拟 性能预测 顶盖减压 扩容改造 水轮机
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水力旋流器湍流特性研究 被引量：14
9
作者 戴光清 郭荣 李建明 《流体机械》 CSCD 北大核心 1996年第11期13-16,共4页
在介绍水力旋流器湍流特性的研究意义及前人研究成果的基础上，对水力旋流器中湍流能量的产生、分布和转化机制以及湍流对水力旋流器固液分离性能的影响进行了探讨。研究表明，较高的湍流强度将降低旋流器的分离效率，而雷诺切应力的存... 在介绍水力旋流器湍流特性的研究意义及前人研究成果的基础上，对水力旋流器中湍流能量的产生、分布和转化机制以及湍流对水力旋流器固液分离性能的影响进行了探讨。研究表明，较高的湍流强度将降低旋流器的分离效率，而雷诺切应力的存在则对旋流器的工作有利有弊。研究成果对水力旋流器的优化设计与运行具有指导意义。 展开更多
关键词 水力旋流器 湍流 水轮机
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考虑流体影响的水轮机叶轮固有频率 被引量：3
10
作者 李鹤 王天任 +1 位作者 韩萍 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1274-1277,共4页
将工作时水轮机叶轮简化为浸在流体中的旋转圆盘,建立了流体中圆盘振动微分方程,并考虑边界条件对其固有频率的影响.分别研究了不同圆盘转速、不同流体深度以及不同流体密度对固有频率的影响.研究结果表明,与真空中圆盘的固有频率相比,... 将工作时水轮机叶轮简化为浸在流体中的旋转圆盘,建立了流体中圆盘振动微分方程,并考虑边界条件对其固有频率的影响.分别研究了不同圆盘转速、不同流体深度以及不同流体密度对固有频率的影响.研究结果表明,与真空中圆盘的固有频率相比,沉浸在流体中的圆盘的固有频率降低.当浸在流体中的圆盘发生旋转时,圆盘的模态由驻波变为行波,不同的旋转方向将对应两个不同的固有频率值.当流体深度减小时,固有频率值降低;流体密度越大,固有频率越小. 展开更多
关键词 水轮机 叶轮 固有频率 流体深度 流体密度
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含沙水流水轮机两列导叶相对位置对活动导叶磨损的影响 被引量：14
11
作者 齐学义 周慧利 高志远 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2013年第1期37-41,共5页
为减轻含沙水流对水轮机活动导叶的磨蚀破坏,以比转速为150的混流式水轮机水力模型A227-46为研究对象,在分析导叶磨蚀机理的基础上,对水轮机两列导叶相对位置对活动导叶磨蚀的影响.采用CFD商用软件在含沙水流条件下分别对不同活动导叶... 为减轻含沙水流对水轮机活动导叶的磨蚀破坏,以比转速为150的混流式水轮机水力模型A227-46为研究对象,在分析导叶磨蚀机理的基础上,对水轮机两列导叶相对位置对活动导叶磨蚀的影响.采用CFD商用软件在含沙水流条件下分别对不同活动导叶与固定导叶相对位置的流场分布进行数值模拟计算,获得沿翼型弦长方向在导叶内外侧各选取的6个点上的压力,并换算为压力系数绘制出各布置方案的压力系数沿翼型弦长的变化曲线,得到压力分布变化规律.通过对比找出含沙水流条件下水轮机活动导叶与固定导叶周向偏置较好的相对安放位置角φsg为8°;同时,若减小两者的径向相对位置,即合理地增大活动导叶分度圆的直径,可使活动导叶区的流速下降,从而减轻泥沙磨损与空蚀破坏程度;同时,也改善了转轮的入流条件,有利于水轮机性能指标的提高. 展开更多
关键词 水轮机 含沙水流 导水部件 泥沙磨损
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水轮机转轮叶片流固耦合水力振动分析 被引量：5
12
作者 付磊 黄彦华 朱培模 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2010年第1期24-26,共3页
基于有限体积法的有限元,采用非结构网格对控制方程离散,时间上采用二阶后退欧拉法,固体采用非线性弹性瞬态模拟,流体为不可压缩黏性流体,进行双向交错迭代耦合模拟计算。计算得知最大网格位移大约出现在叶片测试点2的位置,从整个曲线... 基于有限体积法的有限元,采用非结构网格对控制方程离散,时间上采用二阶后退欧拉法,固体采用非线性弹性瞬态模拟,流体为不可压缩黏性流体,进行双向交错迭代耦合模拟计算。计算得知最大网格位移大约出现在叶片测试点2的位置,从整个曲线变化趋势可以看出,在t=0.5s时,叶片上网格位移最大,也就是说叶片摆幅较大,这样就会导致整个转轮偏心,进而引起整个水轮机的振动。 展开更多
关键词 转轮叶片 水力振动 GCL方法 κ-ε湍流模型
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某混流式机组转轮裂纹原因分析及处理措施 被引量：10
13
作者 张美琴 张树邦 +1 位作者 宫让勤 高海军 《大电机技术》 2020年第3期56-61,共6页
本文对某混流式水轮机转轮近5年出现裂纹的位置和数量迚行了统计,研究了裂纹发展的趋势和规律。从转轮的选型设计、结构设计、铸造材料、叶片强度、制造工艺、运行特性以及裂纹修复等形成裂纹的各个方面迚行了裂纹原因分析。针对裂纹形... 本文对某混流式水轮机转轮近5年出现裂纹的位置和数量迚行了统计,研究了裂纹发展的趋势和规律。从转轮的选型设计、结构设计、铸造材料、叶片强度、制造工艺、运行特性以及裂纹修复等形成裂纹的各个方面迚行了裂纹原因分析。针对裂纹形成的原因,提出了局部加强叶片强度和改迚叶片裂纹修复工艺的处理措施及相兲预防措施。为有效控制和减少水轮机转轮裂纹的发生提供一定的参考。 展开更多
关键词 混流式水轮机 转轮 裂纹 原因分析 处理措施
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尾水调压室在抽水蓄能电站中的动态响应特性研究
14
作者 白晓亮 《现代工程科技》 2025年第15期149-152,共4页
为提升抽水蓄能电站运行效率与稳定性,需深入研究尾水调压室的动态响应特性。针对当前设计理论局限、工况适应性不足及系统协同性差等问题,引入计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术优化调压室几何参数,并结合动态数... 为提升抽水蓄能电站运行效率与稳定性,需深入研究尾水调压室的动态响应特性。针对当前设计理论局限、工况适应性不足及系统协同性差等问题,引入计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术优化调压室几何参数,并结合动态数学模型分析其在复杂工况下的行为。同时优化机组启停及负荷调整策略,实现渐进式操作以减小压力波动,并通过建立水力耦合模型加强调压室与尾水隧洞、机组间的协同运行。工程应用表明,优化设计有效改善了调压室动态响应特性,提升了系统稳定性并降低了安全风险。未来研究将向多学科交叉、智能化监测控制及系统级融合方向发展,进一步推动抽水蓄能电站的技术进步与可持续发展。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 尾水调压室 动态响应 水力特性 优化设计
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浅谈基于最小二乘法的抽水蓄能机组轴线处理
15
作者 赵紫汪 丁正红 +2 位作者 蔡利斌 张超 衡鑫 《中国设备工程》 2025年第18期6-8,共3页
本文针对存在测量误差和随机误差等不确定情况下的轴线数据分析及处理问题,提出了一种基于最小二乘法的抽水蓄能机组轴线处理方法,利用最小二乘法对数据进行分析处理,最大限度消除了实际过程中的测量误差和随机误差,科学、快速、精准计... 本文针对存在测量误差和随机误差等不确定情况下的轴线数据分析及处理问题,提出了一种基于最小二乘法的抽水蓄能机组轴线处理方法,利用最小二乘法对数据进行分析处理,最大限度消除了实际过程中的测量误差和随机误差,科学、快速、精准计算出最大摆度值、方位及偏心分量。最后,上端轴的处理结果证明了该方法的有效性,大大提高了轴线处理的效率。 展开更多
关键词 抽水蓄能 最小二乘法 误差 精准 效率
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水轮机部件流固耦合振动特性研究 被引量：27
16
作者 谷朝红 姚熊亮 陈起富 《大电机技术》 北大核心 2001年第6期47-52,共6页
本文把有限元法与边界元法相结合来计算水轮机部件流固耦合振动问题。结构用有限元离散 ,用边界元计算结构周围的流体。编制了结构水下流固耦合振动的通用计算程序。对已有理论解的水中实心圆柱悬臂结构进行了计算 ,把计算结果与理论解... 本文把有限元法与边界元法相结合来计算水轮机部件流固耦合振动问题。结构用有限元离散 ,用边界元计算结构周围的流体。编制了结构水下流固耦合振动的通用计算程序。对已有理论解的水中实心圆柱悬臂结构进行了计算 ,把计算结果与理论解作了比较。文中还对轴流式转轮叶片进行了流固耦合计算。为了更好地验证本文提出的计算方法和所编程序 ,还设计了一个模型固定导叶 ,对其进行了流固耦合计算分析和空气中及水中动态特性测试 ,计算结果与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 流固耦合 振动 固有频率 水轮机 部件
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水轮机尾水涡带诱导振动的动态响应研析
17
作者 林川 王红林 《电力设备管理》 2025年第12期198-200,共3页
本文以某大型水力发电厂400MW混流式机组为例,采用CFD数值模拟、有限元动力学建模及现场振动测试相结合的方法,研究尾水段涡带结构对机组振动行为的激励机制与响应规律。结果表明,尾水涡带主频在中等负荷工况下与尾水管结构模态频率接近... 本文以某大型水力发电厂400MW混流式机组为例,采用CFD数值模拟、有限元动力学建模及现场振动测试相结合的方法,研究尾水段涡带结构对机组振动行为的激励机制与响应规律。结果表明,尾水涡带主频在中等负荷工况下与尾水管结构模态频率接近,诱发显著共振效应,且振动响应与仿真结果高度吻合。该类振动问题不仅影响结构寿命,还会带来发电效率下降与环境风险。 展开更多
关键词 水轮机 尾水涡带 诱导振动 动态响应
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新型圆周摩擦活动导叶保护装置的研究 被引量：4
18
作者 刘瑛 沈剑初 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2005年第6期369-372,共4页
介绍了一种新型圆周摩擦保护装置,应用于水轮机导水机构中,对活动导叶起过载保护作用.该装置采用一种新型预紧结构(FROM OR○预紧螺母),通过与剪断销保护装置、端面摩擦保护装置的结构比较及试验数据的分析,表明其摩擦力矩的设定简单而... 介绍了一种新型圆周摩擦保护装置,应用于水轮机导水机构中,对活动导叶起过载保护作用.该装置采用一种新型预紧结构(FROM OR○预紧螺母),通过与剪断销保护装置、端面摩擦保护装置的结构比较及试验数据的分析,表明其摩擦力矩的设定简单而且方便,一致性高,准确性好,并使机构具有良好的重复使用性能. 展开更多
关键词 水轮机 导水机构 圆周摩擦保护装置 活动导叶 预紧螺母
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减少叶片数后水轮机水力性能的CFD预估及应用 被引量：1
19
作者 敏政 田亚平 +2 位作者 张学光 朱月龙 韩伟 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期58-62,共5页
针对小型径流式电站卧式水轮机在夏季汛期运行中频繁堵塞而影响正常发电的问题,从增加水轮机出力与过流能力的角度考虑减少叶片数进行改造.利用数值模拟的方法对不同工况下改造前后的水轮机全流道进行数值计算,研究改造前后叶片表面的... 针对小型径流式电站卧式水轮机在夏季汛期运行中频繁堵塞而影响正常发电的问题,从增加水轮机出力与过流能力的角度考虑减少叶片数进行改造.利用数值模拟的方法对不同工况下改造前后的水轮机全流道进行数值计算,研究改造前后叶片表面的压力分布,着重分析改造前后叶片数对水轮机水力性能和气蚀性能的影响,得到改造前后的水轮机动力学差异.减少叶片数,叶片间开口增大,机组的防堵塞性能得到改善.计算结果还表明改造后机组可增容6%,最优工况点向大流量区偏移.所得结果可用于HLD06A-WJ-84水轮机的实际改造并指导电站的运行. 展开更多
关键词 混流式水轮机 叶片数 流道堵塞 数值模拟 增容改造
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基于FLUENT分析弯度对翼型性能的影响 被引量：11
20
作者 岑美 李龙 李健 《中国农村水利水电》 北大核心 2008年第9期128-130,133,共4页
弯度对提高翼型性能具有显著的影响。基于工程上广泛应用的标准k-ε模型,对不同弯度的翼型进行数值模拟。数值计算结果表明,随着弯度增加翼型的升阻力均增加,但升力系数增加程度逐渐减小,最佳升阻比先增大后又呈减小趋势;弯度增加升力增... 弯度对提高翼型性能具有显著的影响。基于工程上广泛应用的标准k-ε模型,对不同弯度的翼型进行数值模拟。数值计算结果表明,随着弯度增加翼型的升阻力均增加,但升力系数增加程度逐渐减小,最佳升阻比先增大后又呈减小趋势;弯度增加升力增大,翼型吸力面的最低压力减小,但不能使其低于流体的汽化压力。 展开更多
关键词 翼型弯度 最佳升阻比 数值模拟
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