提高设计过程对转轮性能的可控制程度

提出了可考虑来流有旋、叶片厚度影响及转轮内部流动的三维性的反问题控制方程和计算方法。在这种方法中给定转轮轴面的环量分布，相应的流场和叶片由迭代计算得到。通过该方法和其他计算方法得到的结果的比较说明：该方法得到的叶片可实现事先给定的环量分布，得到的流场可用来进行计算空蚀系数，并为效率估算打下了基础，从而可提高设计过程对转轮性能的可控制程度     

超高水头混流式长短叶片转轮内部流动数值模拟

对超高水头混流式长短叶片转轮内部流动进行数值模拟分析.计算基于连续方程和雷诺时均N-S方程,选用Spalart-Allmaras一方程湍流模型使方程组封闭,通过贴体坐标下的有限体积法对控制方程进行离散,数值求解采用SIMPLIC算法.通过计算得出不同工况下长短叶片转轮内部流动的速度及压力分布,发现不同工况下短叶片表面的压力分布规律与长叶片基本相同.与常规转轮叶片流场比较发现,在上冠流面和中间流面上二者有相似的翼型压力分布规律,而在下环流面上长短叶片转轮翼型表面压力分布要优于常规叶片转轮,因而具有更好的空蚀性能.     

混流水轮机转轮叶片最优化设计

用计及叶厚、有限叶片数影响及来流有旋的全三维设计理论及最优化技术中的单纯型法寻优，用ＳＷＩＦＴ法将反映包角、叶片流速及流动分离等约束的等式和不等式约束条件计入目标函数，以Ｖθｒ的分布为优化参数进行混流式水轮机转轮最优化设计的初步尝试。给出了理论、方法及算例，其中包括分别按汽蚀性能优化和按损失最小优化及多目标优化的结果。其中损失计入叶片正、背面及上冠下环的沿程损失和叶片进口撞击损失、出口扩散损失。     

叶片式水力机械水力设计模型研究

对叶片式水力机械的水力设计模型进行了深入的对比研究。结果表明：考虑来流有旋、叶片有限厚及叶片力作用的准三维和全三维设计模型与实际流动更为接近，设计的转轮叶片能够满足设计者给定的设计参数，提高了水力设计的可靠度，是水力设计的理想模型。     

任意截面形状的转轮强度计算方法的研究

探讨了应用有限差分法求解转轮应力的计算方法。运用木方法对等厚度转轮和带叶片的压缩机转盘进行了计算，并分别与精确值和二次计算法计算结果进行了比较；其结果表明等厚度转轮应力分布的计算值与精确值完全吻合，对具有叶片的实际轮盘，从模型的建立和简化的方法来看，本方法的计算结果更接近于实际的应力分布。     

基于CAD-CFD技术的水力透平转轮设计

依据水力透平转轮的给定参数,运用CAD-CFD理论对水力透平转轮进行水力模型设计与模拟分析.采用CAD技术设计并修正叶片形状;用CFD技术,基于RANS方程,采用标准κ-ε湍流模型,对转轮内部三维流动进行数值模拟,分析其内部三维流动机理,预测水力透平转轮的性能.依据模拟结果和分析其流态、流场分布情况,验证转轮设计的合理...     

水力机械中多部件作用下轴对称流动的有限元解

本文给出水力机械中多个部件联合作用时轴对称流动的计算方法.该方法可以在同时计及转轮、转轮前后部件、轴面流道形状及工况变化等因素的条件下,给出机器内的流场特性.其中转轮前的流场特性,即轴面速度和环量分布作为整个流场中的一部分被解出.避免了转轮计算中来流特性给定时的不确定性,从而保证了转轮流场计算的准确性.这对于转轮前具有导叶、诱导轮或其它叶片式部件等情况下的计算有重要意义.计算以理想流体的欧拉方程和叶轮机械计算的准三元法为基础.方程利用有限单元法求解.给出了算例及其与试验结果的比较.     

带分流叶片水泵水轮机特殊工况内部流场特性

基于国内某抽水蓄能电站建立的水力模型并结合该模型试验报告,采用SSTk-ω模型计算带分流叶片水泵水轮机7.5°导叶开度下零流量工况附近的制动工况和反水泵工况,进行定常和非定常数值模拟,研究其内部流场压力分布、速度流线分布及径向力分布规律.结果表明:计算流体动力学数值计算可以很好地模拟分析带分流叶片水泵水轮机的内部流场特性;制动工况下的流态很差,涡结构充满整个流道引起水流拥堵且成不对称分布;反水泵工况导叶和转轮出现了严重的流动分离,水流在叶片中上游发生冲击;分流叶片的存在减小了负压区域,降低了汽蚀现象发生的可能性,有助于水轮机内部水流流动更加平稳;带分流叶片水泵水轮机的径向力在一个周期内的变化规律与转轮叶片数强关联,峰谷值个数与叶片数相对应.     

冷却塔水轮机转轮结构优化及模态分析

基于AnsysWorkbench平台,考虑不同工况及不同水轮机材料,对某冷却塔水轮机转轮进行流固耦合分析.通过对转轮过流面及叶片的水压力分布计算,将得到的水压力载荷加载到转轮叶片上,进行转轮体结构分析,得出不同工况和材料下转轮的应力分布及变形情况.对转轮进行干湿模态分析,得到转轮在两种情况下的固有频率和振型,并用试验验...     

水力机械转轮准三维反问题研究与发展

将基于两类流面的准三维反问题计算分为基于S1流面和平均S2流面的两种反问题计算，并分别对这两种方法中的主要计算模型、算法、适用范围及特点进行了详细评述。结合作者对混流式水轮机转轮的准三维反问题的研究与实践，对转轮设计的发展方向提出了新的建议。