基于重叠网格的水轮机导叶尾流水动力特性数值研究

摘要：

为研究水轮机导叶运动对水轮机暂态过程中叶栅流场的流固耦合动态特性影响,基于二维时均瞬态N-S方程和标准k-ε湍流模型,分别应用ANSYS Fluent软件中的重叠网格方法和动网格方法,对高雷诺数下槽道内水轮机单个导叶在均匀来流条件下模拟水流绕流翼型叶片的导叶匀速关闭运动过程.结果表明:2种方法得到的关闭过程中叶后不均匀流场动态水力特性呈现出强非线性,导叶的升力系数、阻力系数随时间的变化规律较为吻合,槽道内各典型时刻的流场压力、尾涡结构、湍流强度分布特征也基本一致.但重叠网格方法的网格数量约为动网格方法的1/3,计算耗时约为动网格方法的1/4,说明重叠网格方法在计算效率方面具有比动网格方法更优越.研究表明2种方法都可较好地模拟导叶动态绕流问题,但对某些复杂非线性动边界流固耦合问题进行非定常流模拟时可以优先选择重叠网格方法,2种方法都具有较高的工程应用价值.

关键词：水轮机、导叶绕流、重叠网格、动网格、数值模拟

所属期刊栏目：37

分类号：S277.9(农田水利)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51541913,51279071;云南农业大学自然科学青年基金项目2015ZR17

在线出版日期：2019-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：319-324