サロゲ一トモデルを用いた水車吸出し管の設計最適化

摘要

The draft tube of a hydro turbine has a role of discharging water to lower lake, and the turbine performance significantly changes according to its profile. Normally, the profile of a draft tube is optimized by CFD under constraint conditions at each power plant location. In this study, we attempted to replace the time consuming CFD process with response surface. The response surface method was RBF(Radial basis function). In order to verify the accuracy of the surrogate model, CFD was carried out for the optimized shape by the model. As a result, it was confirmed that both results of the model and CFD were in good agreement.%水力発電は地点毎に異なる条件のもとで、効率よく水の落差や流量のエネルギーを利用して発電する、再生可能エネルギ一の一種である。Fig.1に代表的な水車であるフランシス水車の模式図を示すが、水車のタービンであるランナの下流には、ランナから排出された水を下流の下池へと導く吸出し管がある。吸出し管はディフューザの一種であり、下池に至るまでに流速を徐々に低下させて圧力回復させることで排出される動圧エネルギーの低減を図り、落差のエネルギーをより有効に活用する機能を有している。