长短叶片混流式水轮机水力性能预测精度验证及改进

• 作者: 刘敏 周大庆 张杰 陈会向
• 来源期刊: 水电能源科学
• 学科: 工学
• 关键词: 长短叶片混流式水轮机 CFD数值模拟 网格划分 湍流模型 预测精度
• 年，卷（期）: 2016,（10）
• 所属期刊栏目: 机电与控制工程
• 页码范围: 161-164,109
• 页数: 5页
• 分类号: TK733+.1|TK730
• 语种: 中文

摘要

针对长短叶片混流式水轮机选择不同湍流模型、各部件网格划分方案对流量、转矩、效率预测相对偏差值较大、预测精度较低问题,利用ICEM CFD划分软件对各工况(小流量、设计流量、大流量)下的水轮机全流道及其过流部件(蜗壳及导叶、转轮、尾水管)各划分出4种网格分配方案,采用收敛较快的S-A模型初步预测了水轮机的水力效率与所划分的网格规模无关,进而选择方案3分析水轮机的水力性能;选取S-A模型、标准κ-ε模型、RNGκ-ε模型、标准κ-ω模型、SST κ-ω模型5种湍流模型计算了流量、转矩、水力效率的预测值,发现各模型预测的水力效率预测精度较高,但流量及转矩的预测精度偏低.为此,重新划分过流部件网格规模,并再划分出5种网格方案,仍采用S-A湍流模型进行初步分析,发现虽可提高流量及转矩的预测精度,但提升幅度有限;进而采用RNGκ-ε、SSTκ-ω模型、Realizable κ-ε模型、RSM模型预测流量及转矩,可进一步提高流量、转矩的预测精度,但仍低于效率的预测精度.所提出的预测方法可为水力机械设计和性能优化提供重要参考.