迄今为止,CFD(计算流体动力学)已被广泛地应用于反击式水轮机来提高其水利性能。而对于冲击式水轮机,由于其内部复杂的流动,包括自由表面,两相流,高度非定常流,所以很难获得可靠的数值解析解,冲击式水轮机的流动模式和机理仍未被完全地认识。由于计算机和CFD技术的发展,CFD技术应用于冲击式水轮机的研究将会对解析冲击式水轮机的内部流动机理以及设计高效率的冲击式水轮机起极其显著的作用。 目前冲击式水轮机组的仿真软件,对于结果图像文件采用的投影方法都是传统的平行投影法。这种投影方法的优点是投影的比较整齐,不会因为视点的不同而投影的大小和角度有变化。但是在实验室拍摄的照片采用的是透视投影。在这种投影方式下,不同的视点和投影参考面将决定不同的投影。靠近视点时物体或物体的部分将会被较大的投影,远离视点时物体或物体的部分将会被较小的投影。同时,靠近投影面的物体或物体的部分将会被较小的投影,远离投影面的物体或物体的部分将会被较大的投影。因此,在比较仿真系统的结果图像和实验流速测量结果图像时,由于采用的投影方法不同,关于水斗的形状、水斗内部水膜的流态、射流的流态等都被不同的反应,从而在比较实验的结果照片根据实验和仿真结果比较的困难,进而影响到仿真系统结果可信度。 本文首先研究了传统仿真系统采用的平行投影法,推出平行投影法的基本算法,并应用于实验室的仿真软件中。同时根据研究的需要,分析实验采用的透视投影法的机理,推出透视投影法的算法,并将透视投影法应用与本实验室开发的仿真软件上。 在转动坐标系和静止坐标系下,根据实验定义的视点和投影面,在本解析软件中分别设定转动坐标系和静止坐标系下的视点和投影面,然后分别进行平行投影和透视投影。通过比较平行投影法和透视投影法的结果影像,分析这两种投影方法的优缺点。然后,通过实验测量的结果和仿真后处理的图片的比较,为了准确的判定冲击式水轮机的转轮叶片设计的科学性和合理性,分析影响水轮机性能的因素,从而科学的实现实验和仿真的统一性,说明透视投影相对于平行投影在实验和仿真统一性方面的优越性这对实现计算机针对冲击式水轮机的性能预测的仿真系统和实验的结果照片的比较分析具有十分重要的指导意义。