1、在水頭較低的條件下,混流式水輪機(jī)往往采用不完全包角的砼蝸殼來增大入流量,但來流的不均勻性,以及引水部件內(nèi)固定導(dǎo)葉繞流在邊界層內(nèi)引起的流動(dòng)分離和轉(zhuǎn)捩等對(duì)水輪機(jī)的效率和穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生一定影響。因此,展開不完全蝸殼混流式水輪機(jī)引水部件內(nèi)流動(dòng)的數(shù)值研究具有重要意義。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：先用大渦模擬方法(LES)模擬鈍尾物體(圓柱、翼型)繞流來探求不同湍流模型對(duì)旋渦模擬計(jì)算精度的影響,結(jié)果表明：使用該模型能夠精確模擬出物體后卡門渦街

2、的形成、脫落、演變、和主流混摻后消失的過程；因脫體渦模擬方法(DES)對(duì)捕捉流動(dòng)分離同樣有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),且與大渦模型相比又能夠節(jié)省網(wǎng)格數(shù)量,而后用DES模型對(duì)固定導(dǎo)葉與活動(dòng)導(dǎo)葉構(gòu)成的雙列葉柵進(jìn)行計(jì)算分析,結(jié)果表明：固定導(dǎo)葉后尾跡渦系結(jié)構(gòu)的相互干涉,旋渦系的相互作用將造成較大的能量耗散,也是造成水輪機(jī)不穩(wěn)定和效率下降的原因之一。同樣為了節(jié)省網(wǎng)格數(shù)量,對(duì)水輪機(jī)全流道計(jì)算時(shí)采用了k-ε湍流模型,可以反映出水輪機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)特性,研究表明：部分固

3、定導(dǎo)葉前存在較大沖角,通過對(duì)固定導(dǎo)葉的安放角按照蝸殼的液流角進(jìn)行階段性的調(diào)整后,明顯改善了固定導(dǎo)葉的繞流特性,減小了水頭損失。比較了六種固定導(dǎo)葉尾部形狀,以研究固定導(dǎo)葉的尾部形狀對(duì)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)輪內(nèi)流動(dòng)的影響,結(jié)果表明：當(dāng)尾部形狀為尖角時(shí),固定導(dǎo)葉的出口水流角沿周向的分布在尾緣處畸變,而葉道后的水流角更加平緩,所以尾部使用非對(duì)稱圓弧形,更適合變工況下導(dǎo)葉的繞流流動(dòng)。最后研究了不同活動(dòng)導(dǎo)葉分布圓直徑對(duì)轉(zhuǎn)輪內(nèi)流動(dòng)的影響,通過對(duì)流動(dòng)的分析表明,