【摘 要】
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对于混流式水轮机,影响水电站机组安全、运行效率的因素有很多,如蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮以及尾水管等水力通道中的部件,都对水轮机的效率有影响;但转轮是水轮机组的
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对于混流式水轮机,影响水电站机组安全、运行效率的因素有很多,如蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮以及尾水管等水力通道中的部件,都对水轮机的效率有影响;但转轮是水轮机组的核心部件,对水轮机的效率有着决定性的影响,所以水轮机转轮的优化设计是整个水轮机设计中最重要的部分。近十年,流体力学研究工具CFX(计算流体动力学)已经在流体机械的设计,尤其是在优化设计中得到广泛的应用,成为水轮机转轮设计的主流工具。使用先进的CFX技术与模型试验技术相结合,可以开发出具有优良性能的水轮机转轮,大大缩短水轮机设计开发周期,降低开发成本,并可准确地进行性能预测,提高水轮机水力设计的质量。论文应用ANSYS-CFX11.0仿真软件对水轮机转轮叶片的三维流动及能量分布进行数值计算、模拟仿真,对修型后叶片的各项性能指标进行分析,通过优化设计得到叶片厚度的最佳改变量,为减小转轮振动、涡列和控制振动等方面提出新的改进方法。论文主要内容是:1、分析研究引起水轮机水力振动的原因,并且通过对转轮的优化设计减少和控制水力振动,达到水轮机在最优工况时具有最佳运行效率;2、对转轮叶片削薄,应用CFX技术进行数值模,优化设计水轮机叶片.研究表明,将基于有限元法的结构分析仿真技术应用于水轮机转轮结构优化设计分析,可以缩短研制周期,降低开发成本,具有重要的理论意义及工程实际意义.
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