1、作為水電站的核心部件的水輪機(jī)組，對(duì)水電站的整體性能起著關(guān)鍵性的作用。隨著水輪機(jī)組單機(jī)容量和裝機(jī)尺寸的逐漸增大，水輪機(jī)比轉(zhuǎn)速日益提高，水輪機(jī)振動(dòng)問題越來越突出，因而人們對(duì)于混流式水輪機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性越來越重視，其中流場(chǎng)不穩(wěn)定流動(dòng)現(xiàn)象是引起振動(dòng)的主要原因之一。利用CFD技術(shù)，對(duì)混流式水輪機(jī)過流部件內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行三維定常及非定常流動(dòng)分析，可以比較深入地了解水輪機(jī)水力振動(dòng)方面的內(nèi)在機(jī)理，這樣對(duì)水輪機(jī)的綜合水力性能的提高、水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性的改

2、善具有非常重要的實(shí)際意義。
　　本文以學(xué)校試驗(yàn)臺(tái)的模型水輪機(jī)HL160-LJ-25為研究對(duì)象，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)利用三維造型軟件Solidworks和ICEM網(wǎng)格劃分軟件對(duì)水輪機(jī)的蝸殼、固定導(dǎo)葉、尾水管的過流流道進(jìn)行實(shí)體造型和網(wǎng)格劃分，利用專業(yè)旋轉(zhuǎn)機(jī)械軟件Bladegen和Turbogrid對(duì)活動(dòng)導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪進(jìn)行實(shí)體造型和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分。
　　(2)采用k-ε湍流模型對(duì)水輪機(jī)整體內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。因?yàn)槲仛?/p>

3、和固定導(dǎo)葉造型時(shí)放在了一起，所以水輪機(jī)整個(gè)流道由四個(gè)計(jì)算域組成，存在三對(duì)交界面，兩個(gè)不轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算域的交界面采用GeneralConnection方式連接，不轉(zhuǎn)動(dòng)的與轉(zhuǎn)動(dòng)的計(jì)算域交界面采用FrozenRotorModel方式連接，由此對(duì)若干工況下水輪機(jī)的內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了三維定常湍流計(jì)算。研究發(fā)現(xiàn)大流量工況下轉(zhuǎn)輪的內(nèi)部流動(dòng)特性普遍比小流量工況的流動(dòng)特性好，最優(yōu)工況附近流動(dòng)特性最好，與以往傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)相符。
　　(3)以#1小流量工況全流道的三

4、維定常計(jì)算結(jié)果作為初始條件，對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行三維非定常湍流計(jì)算，重點(diǎn)分析了活動(dòng)導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪之間動(dòng)靜干涉下的流場(chǎng)和尾水管內(nèi)流場(chǎng)的流動(dòng)特點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)由于導(dǎo)葉出流的影響在某固定位置上總是出現(xiàn)壓強(qiáng)最大值和壓強(qiáng)最小值，在不同的時(shí)間步下，對(duì)于一個(gè)固定點(diǎn)，其壓強(qiáng)是隨著轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)在不停地作周期性變化。#1工況下渦帶從轉(zhuǎn)輪出口直至發(fā)育到彎肘段消失，在直錐段呈現(xiàn)比較大的壓力脈動(dòng)，肘管段的脈動(dòng)主要集中于肘管的外壁側(cè)，在肘管段的下部直至擴(kuò)散段壓力脈動(dòng)很小。分析計(jì)算結(jié)