水泵水輪機(jī)泵工況導(dǎo)葉動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬分析.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們對于電力需求的不斷增大，為了能夠更加高效合理的利用清潔能源，兼具發(fā)電和蓄能作用的水泵水輪機(jī)起到了十分重要的作用，其在變換工況過程中出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，將嚴(yán)重影響機(jī)組的穩(wěn)定性。本課題以模型水泵水輪機(jī)為研究對象，采用CFD技術(shù)針對泵工況導(dǎo)葉開啟過程進(jìn)行瞬態(tài)數(shù)值模擬研究，從流道內(nèi)部產(chǎn)生壓力脈動(dòng)入手，對泵工況進(jìn)行導(dǎo)葉固定開度和導(dǎo)葉運(yùn)動(dòng)的瞬態(tài)數(shù)值模擬，分析整機(jī)內(nèi)部壓力、流線和旋渦的分布與壓力脈動(dòng)可能存在的聯(lián)系。具體研究內(nèi)容如下：

2、
　　（1）根據(jù)模型試驗(yàn)活動(dòng)導(dǎo)葉的開度值，選取13mm、19mm和25mm三個(gè)導(dǎo)葉開度進(jìn)行非定常數(shù)值計(jì)算，分析隨著導(dǎo)葉開度的改變流道內(nèi)部流體流態(tài)和旋渦結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，隨后結(jié)合機(jī)體內(nèi)部流態(tài)，通過FFT方法分析不同開度下的壓力脈動(dòng)成分及特性。
　?。?）采用動(dòng)網(wǎng)格方法，對活動(dòng)導(dǎo)葉從9mm開度運(yùn)動(dòng)到26mm開度，進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬，得到導(dǎo)葉運(yùn)動(dòng)過程的流場，通過與導(dǎo)葉固定開度三個(gè)工況的對比，分析由導(dǎo)葉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的內(nèi)部壓力，流線和旋渦

3、結(jié)構(gòu)的差異，隨后結(jié)合流場的分析，通過FFT和STFT方法研究導(dǎo)葉運(yùn)動(dòng)對壓力脈動(dòng)特性的影響。
　?。?）對導(dǎo)葉不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的流場進(jìn)行數(shù)值模擬，在三種不同的角速度下，分析活動(dòng)導(dǎo)葉運(yùn)動(dòng)速度的變化對內(nèi)部流場和壓力脈動(dòng)特性的影響；分段運(yùn)動(dòng)和勻加速運(yùn)動(dòng)與勻速運(yùn)動(dòng)，分析導(dǎo)葉不同運(yùn)動(dòng)方式內(nèi)部流場流態(tài)和壓力脈動(dòng)的差異；通過對不同位置壓力脈動(dòng)幅值的分析，研究泵工況中壓力脈動(dòng)的傳播特性。
　　研究結(jié)果表明，導(dǎo)葉在小開度位置內(nèi)部流動(dòng)復(fù)雜，具有明顯的