空化对振动水翼附加质量和阻尼特性影响研究

摘要：

抽水蓄能机组需频繁调节工况以适应电网需求.由此水力激振频率范围加宽,共振风险增加.附加质量和阻尼特性是评估共振工况点和共振幅值的关键参数.在空化发生时,叶片绕流流体从液相变成汽相,其复杂的流固耦合效应对叶片附加质量和阻尼特性产生影响.本文将叶片简化为NACA 0009 水翼,探索了空化发生时基于双向流固耦合的附加质量和水力阻尼特性预测方法.结果表明,模拟得到的静水中固有频率和不同空化数下的空化脱落频率与实验结果吻合良好,相对误差分别在 7.12%和 8.76%以内.在空化数 σ=1.04～2.02 范围内,固有频率和水力阻尼随空化数的降低分别增大和减小,相对于实验的平均误差分别为 9.69%和 13.65%.内部流动分析表明反向射流导致前缘空化周期性脱落,吸力面的绕流速度下降则是空化发生后水力阻尼下降的主要原因.研究成果对抽水蓄能机组设计阶段预判空化时的叶片振动评估具有重要指导意义.

关键词：水翼、空化、双向流固耦合、固有频率、水力阻尼

所属期刊栏目：54

分类号：TV136(水利工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金52179092

在线出版日期：2023-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1133-1140