軸流式水輪機轉(zhuǎn)輪葉片三維設(shè)計與性能預(yù)估.pdf

1、轉(zhuǎn)輪作為水輪機的關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣直接影響水輪機的工作性能。本文對半蝸殼軸流式水輪機轉(zhuǎn)輪葉片的全三維反問題計算進行了研究，利用已有的全三維反問題計算模型進行了轉(zhuǎn)輪葉片的設(shè)計。 論文論述了水輪機轉(zhuǎn)輪葉片設(shè)計的要求，介紹了轉(zhuǎn)輪葉片設(shè)計的方法，闡述了目前全三維反問題主要的計算方法，并對這些方法的優(yōu)缺點進行了分析比較。推導(dǎo)了轉(zhuǎn)輪葉片設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。該模型以分布于葉片中面的葉片附著渦和源匯代替有厚度葉片對流動的作用，根據(jù)流動的周期性，

2、將轉(zhuǎn)輪內(nèi)的三維有旋流動分解為周向平均流動及周期性流動，分別用周向平均流動流函數(shù)方程及周期性流動的勢函數(shù)方程描述，迭代求解以滿足葉片邊界條件實現(xiàn)全三維的反問題計算。 論文對已有的混流式水輪機設(shè)計程序進行改進，實現(xiàn)半蝸殼軸流式水輪機轉(zhuǎn)輪葉片的設(shè)計；同時將設(shè)計的轉(zhuǎn)輪用CFD軟件進行全流道數(shù)值模擬，預(yù)估了轉(zhuǎn)輪效率和水輪機整機效率。 設(shè)計算例表明，按該模型進行設(shè)計，可以得到滿足給定的負(fù)荷分布及厚度分布的轉(zhuǎn)輪，提高了設(shè)計過程對葉片性