雙擊式水輪機內部流動研究及轉輪優(yōu)化設計.pdf

1、我國水電資源潛力巨大，作為水力發(fā)電的一部分，小水電具冇資源分擔、生態(tài)負擔小、技術簡單、投資低的特點。雙擊式水輪機是小水電中被廣泛應用的水輪機，它結構設計簡單、制作容易、成本低、易于維修，汽蝕性能好及流量使用范圍廣。雙擊式水輪機的不同結構對水輪機的性能有很大的影響，國內外研究學者對諸多雙擊式水輪機的形狀、參數(shù)及其對水輪機性能的影響研究都取得了一定的進展。本文把某雙擊式水輪機作為研究對象，應用ANSYS CFX仿真軟件對水輪機內部的三維流動

2、以及能量分布進行數(shù)值計算，在設計工況下對水輪機進行改型分析，同時采用優(yōu)化方法設計得到葉片的最佳改變量，并對優(yōu)化后的模型進行了三維非定常數(shù)值計算。本文的主要工作為如下幾個方面的內容：
　　首先，對雙擊式水輪機全流道進行建模和網(wǎng)格劃分，并對所用網(wǎng)格進行無關性驗證。在對雙擊式水輪機進行定常數(shù)值模擬的基礎上，對雙擊式水輪機進行轉輪改型設計，改變葉片的數(shù)目、葉片的直徑比、葉片的頭部安放角并進行CFD全流道數(shù)值計算，研究了轉輪葉片數(shù)、葉片直徑

3、比、葉片安放角分別對雙擊式水輪機的流場特性與能量特性的影響。研究結果，表明：當雙擊式水輪機葉片數(shù)為22，直徑比為0.70，葉片安放角為153°時在效率和出力方面均有明品的提高，改善了轉輪流道的流態(tài)，減少了水流能量損失，氣液混合更加充分。
　　第二，為了研究葉片數(shù)、葉片直徑比和葉片安放角這三項轉輪參數(shù)對雙擊式水輪機內部流動特性的綜合影響，得到水輪機效率最優(yōu)時的最佳參數(shù)組合，利用徑向基函數(shù)（RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡近似模型的方法來優(yōu)化葉片參數(shù)