非设计工况下混流式水轮机的压力与流量波动CFD模拟

摘要

本文提出通过1维-3维混合CFD模型对水电站的压力和流量波动进行数值模拟。水轮机，作为最关键部位，采用液．汽混合的3维非定常湍流运动方程模拟；而水力系统的其他部分，则采用1维水-声模型模拟。这样就能够考虑引起和传播水电站压力和流量波动的主要因素。本文先详细讨论压力钢管进口和尾水管出口的边界条件，然后进行部分负荷和满负荷工况的动态特性计算。结果表明，本数值模型能够捕捉到在满负荷时的自激震荡。本文还对压力钢管长度和转轮后的流动结构的影响进行了讨论。结果表明，本方法能有效预测电站的动态特性。