明满交替流动仿真计算模型及洞型对流动特性的影响

摘要

在电站的尾水隧洞中常有可能出现明满交替流动,由于明满交替流动的存在,过渡过程中可能产生较大的压力脉动,具有明满交替流动的电站尾水系统对电站运行的稳定性和过渡过程都带来复杂的影响,因此在此类电站的仿真计算中,建立合理可行的明满交替流动数值模型是完全必要的.本文通过分析并从计算实践说明现有明满交替流动的数值解法中存在稳定性差的缺点,为此提出一种新的计算格式——特征隐式格式法.其主要思路是将动量方程和连续议程转化为借助特征线形式的两个偏微分议程,对这两个方程在空间上取相同的差分格式,即同一时层上对长度差分,在时间上取不同的差分格式,即两方程分别在相邻两断面上对时间差分.用该模型进行计算,克服了其他方法不易稳定的问题.并将该方法用于三峡、百色等大型电站的仿真计算中,计算结果合理可信.文中分析了洞型对流动特性的影响,提出了发生明满交替流动的隧洞的优化设计原则.对实际工程提出了改进意见.