一、葛洲坝水电站水轮机ZZ500转轮的CFD分析及翼型优化（论文文献综述）
翟振男[1]（2019）在《轴流转桨式水轮机“亲鱼”性能评价研究》文中认为大坝的修建不仅阻隔了鱼类的洄游通道,更将完整的水生态系统破碎为不连续的环境单元,破坏了鱼类完整的生活史、切断了种群间的基因交流,因而冲击了传统渔业产业的发展和珍稀鱼种生态多样性的保护。水轮机流道作为过坝鱼体下行通道理论上存在解决上述问题的可能,如何评价水轮机的“亲鱼”性能成为关键一环。本文在收集大量参考文献及工程资料的基础上,以长江流域典型经济鱼种“四大家鱼”,长江上葛洲坝水电工程安装的轴流转桨式水轮机ZZ500与“四大家鱼”为研究对象,结合水轮机不同运行工况下水轮机流道水动力因子分布特性,结合“四大家鱼”对单一水动力因子承受实验结果,构建水轮机流道水动力特性对过机鱼体损伤可能性评价模型,从而评判水轮机运行工况对其“亲鱼”性能的影响。本文的主要内容及结论如下:1)典型工况下轴流式水轮机全流道水动力因子分布特性研究。构建ZZ500水轮机数值模型,对其运行范围内各运行区域典型工况进行全流道数值模拟计算,得出不同运行工况下流速、流速梯度、压力、压力梯度等水动力因子压力分布特性。结合“四大家鱼”单一水动力因子承受实验结果,得出大型轴流式水轮机对过机鱼体可能造成的水动力损伤区域主要分布于转轮叶片区域、尾水管区域,其损伤主要由负压、压力突变及水流剪切应力造成。2)过机鱼体损伤概率与水轮机运行工况相关性研究。根据“四大家鱼”单一水动力损伤阈值及水轮机流道水动力因子分布特性,识别水轮机不同运行工况对过机鱼体损伤的关键区域及损伤机理,采用损伤区域与水轮机全流道空间比的大小评判过机鱼体损伤可能性,并得出过机鱼体损伤概率与水轮机运行工况的响应关系。研究得出,葛洲坝ZZ500型水轮机在最大水头、最大叶片负转角、最小活动导叶开度工况下,流道过机鱼体损伤区域空间比最大,鱼体通过水轮机流道下行遭受水动力损伤的可能性最高,“亲鱼”性能最差。3)轴流转桨式水轮机“亲鱼”性能评价模型构建。以过机鱼体损伤区域空间比为水轮机“亲鱼”性能评价指标,利用BP神经网络,构建水轮机运行参数与过机鱼体损伤区域空间比之间的关系模型,获得轴流转浆式水轮机“亲鱼”性能评价模型。
陆力,彭忠年,王鑫,朱雷,安学利,刘娟[2]（2018）在《水力机械研究领域的发展》文中研究指明60年来,中国水利水电科学研究院水力机械专业经过几代人的艰苦努力,研发能力得到极大的提高。在研发平台建设、水力模型开发、测试技术和相关基础理论研究等方面取得了显着的进展,目前是我国唯一专门从事水力机械应用基础和关键技术研究的国内外知名科研机构。本文从测试技术、CFD数值模拟及优化技术、状态监测和空化、空蚀及泥沙磨损等四个方面,回顾了我院60年来在水力机械研究领域的发展过程,重点介绍了近10年主要成果,最后简要阐述了水力机械研究领域今后的研究重点和发展方向。
周少林[3]（2014）在《浅析葛洲坝水电站125MW水轮发电机组增容改装》文中研究指明本文对葛洲坝水电站125MW水轮发电机组增容改造的技术措施进行了简单的阐述,并分析了增容改造后的运行稳定性。
赵亚萍,廖伟丽,李志华,阮辉,罗兴锜[4]（2012）在《轴流式水轮机叶片进水边形状对其性能的影响》文中提出针对轴流式水轮机叶片几何形状差异对水轮机的运行性能和运行范围产生的影响,研究了轴流式水轮机不同叶片进水边形状与水轮机性能参数之间的关系。在相同叶片安放角的情况下,对具有3种不同叶片进水边形状的轴流式模型水轮机进行数值研究。研究结果表明:在相同的叶片安放角的情况下,不同的叶片进水边形状不仅可以改变流道中从轮毂到轮缘的流量及环量分配;而且能够有效的改善叶片正背面压力分布,减小转轮内部的低压区,提高水轮机效率及空化性能;同时不同的水轮机进水边形状可以调节水轮机运行范围。研究结果可为水轮机的优化设计提供理论指导。
孟维文[5]（2012）在《小型水流能发电装置设计与仿真》文中进行了进一步梳理水流能发电机、潮汐发电机作为新能源发电技术,已不仅仅停留在理论和实验研究阶段,相关型号的产品已经小批量地应用,并取得了良好的经济效益和环保效益。我国长江上游干支流蕴藏着丰富的水能资源,可以运用类似技术——利用低水头、低水速的水流能发电机来获取这些能源。本文所研究的水流能发电系统是一个复杂的非线性、多变量、强干扰系统。模型分析需充分考虑水流流速的随机变化、叶轮与水流的流固耦合非线性及发电机的非线性因素等。本文运用CFD技术对叶轮等装置进行数值模拟,能对叶轮水动力性能以及气蚀等问题进行预测,同时能够指导整个水流能发电装置的结构设计,从而达到尽可能多地捕获能量的目的。首先根据长江中上游水文资料,初步设计了水流能发电装置基本方案,模型结构和尺寸。通过类比风力发电机的计算和设计方法,分别从功率、叶轮转速及主轴转矩三个方面验证设计方案的可行性。选取了合适的直流发电机及增速装置。对比了垂直轴及水平轴水流能发电装置的利弊,利用Autocad及Pro/E软件设计了垂直轴水流能发电装置模型的结构和尺寸。然后以流体力学方程为理论基础,对流体仿真软件Fluent进行了分析,重点探讨了该软件中湍流模型的分类与使用,以及分析流体机械时所使用的MRF模型。探讨了升力系数、阻力系数及升阻比对叶片水动力性能的显着影响,并以此作为比较不同翼型动力性能的指标。最后选用MRF模型对水流能发电装置整体进行了流场仿真分析。结合仿真结果以及垂直轴叶轮叶尖速比的理论推导,表明需提高变速箱增速比,才能符合水流发电装置低水速运行的要求。然后从能量捕获效率方面入手,对于导流装置进行了初步设计。仿真结果表明在理想状态下,管口收缩比越大,水流速度增幅越大。但在考虑水流能发电装置自身旋转对流场的影响后,整体流场的仿真结果表明,导流装置分散了一定的来流水的动能,水流能发电装置尾部出现漩涡分离,降低了其水动力性能。
陈大为[6]（2010）在《中高比转速轴流式水轮机水力模型方案的开发研究》文中研究表明近年来,随着计算流体动力学数值求解技术和计算机软硬件技术的高速发展,使得求解旋转透平机械内的复杂三维粘性流动成为可能。这种计算流体动力学—CFD技术在水轮机水力设计中的应用使我们能够较准确的获得水轮机内部流场分布及过流部件内部流动信息,为准确预估水轮机的水力性能创造了条件。从而对水轮机转轮及过流部件几何尺寸进行修型,为全面提高水轮机的水力性能奠定基础。本课题针对10—15m水头段水能资源的开发利用,利用奇点分布法设计了一个新的中高比转速轴流式水轮机转轮水力模型方案,用CFD技术模拟水轮机内部的三维湍流场,分析各工况下水轮机全流道的流态、流场分布,利用各过流部件流场性能的预测结果对所设计的水轮机转轮及过流部件几何尺寸进行修型、改进,最终开发出一个性能比较优良的轴流式水轮机水力模型方案。采用Pro/E软件对轴流式水轮机转轮进行三维几何造型；模型进行网格划分时,分析了网格类型和网格尺度对水轮机计算效率的影响；对所设计的水轮机水力模型导水机构、转轮、尾水管等过流部件的参数进行了多次的调整改进,提高了水轮机整机的水力效率；在不同工况条件下对水轮机模型进行了全流道的三维定常湍流数值计算,分析了水轮机全流道的流场分布及性能；预估了水轮机的水力效率和空化性能,所开发的轴流式水轮机水力模型性能优良。
郭春立[7]（2009）在《水轮机筒阀多缸协同关闭过程水力特性与控制策略研究》文中研究指明本文针对水轮机筒阀关闭过程中的水力特性和多液压缸接力器协同驱动系统的特点,在天津市科技支撑项目、天津大学青年教师培养基金项目和天津市天发重型水电设备制造有限公司的共同资助下,重点对筒阀的关闭过程进行了CFD（Computational Fluid Dynamics）数值模拟,并针对筒阀多液压缸协同控制系统的特点进行了数学建模分析和控制策略研究。论文主要研究内容和成果如下:（1）在目前普遍运用模型试验方法研究筒阀性能的基础上,运用CFD方法中的RNG k-ε湍流模型、混合物多相流模型、动网格和滑移网格技术,以云南红河南沙水电站水轮机筒阀为研究模型,对筒阀动水、静水关闭过程进行了三维数值模拟,较真实地模拟了水轮机发生飞逸时筒阀关闭的水力特性。（2）利用数值模拟的结果得出了筒阀表面压力的分布状况、轴向和周向液动力变化趋势、流量和流态特征以及水力效率和水头损失,给出了不同行程处筒阀附近引流部件的流场特征,根据轴向力载荷和对水轮机转轮工作状态的影响提出了优化的筒阀的关闭方式。（3）通过计算得出了混流式水轮机尾水管涡带的流场特征和筒阀附近压力脉动的幅频特征,结合尾水管涡带的流场特征解释了筒阀附近压力脉动的形成机理,同时给出了空化系数和转轮出口流场等因素对筒阀稳定性的影响。（4）综合CFD方法得到的筒阀倾覆力矩、轴向力计算结果得出了筒阀六缸协同控制系统数学模型。根据水轮机筒阀多缸协同控制系统对同步与速度控制性能的要求,采用定量反馈控制理论（QFT）设计了系统的控制器,满足了系统的跟踪性能、鲁棒稳定性和输入扰动抑制性能指标,有效地解决了实际液压系统不确定性、非线性和时变性等因素影响。（5）系统仿真结果说明,QFT控制策略可以有效地解决多液压缸接力器驱动情况下的同步与速度问题,避免系统的非线性和参数不确定性产生的不利影响。（6）经云南红河南沙水电站的实际应用,验证了筒阀系统同步性能的可靠性和数值模拟得出的液压缸接力器力载荷结果。
张双全[8]（2008）在《大型混流式水轮机水力稳定性研究》文中研究指明随着水电机组单机容量的提高,机组尺寸的逐步增大,比转速的不断提高,相对刚度的减弱,人们对于大型混流式水轮机的运行稳定性日益重视,同时,随着技术的高速发展,机组运行的自动化程度越来越高,无人值班、少人值守,远程控制的水电厂日益增多,对机组运行稳定性的要求亦日趋严格。另一方面,国内外许多大型混流式水轮发电机组相继出现振动问题,不仅影响了正常的生产运行,有的还危及到机组的安全,因此,水力稳定性已经引起电力及制造行业的普遍关注,也给行业内的专家学者提出了新的研究课题,本文的研究就是基于这样的背景下进行的。大型混流式水轮机水力稳定性有关的原因比较复杂,在电站的表现形式也多种多样,如尾水管低频压力脉动、卡门涡、叶道涡等,在这些水力原因中,尾水管涡带又是机组振动最主要的原因,其危害性也最大。而对水力稳定性的研究方法主要有模型试验研究、真机试验研究、CFD数值解析这三种。本文针对东江水电厂机组出现的振动问题,采用以上三种方法相结合的手段,对机组振动的原因进行了综合研究。水轮机模型试验是研究真机水力稳定性的重要手段。尽管现在已经具备对水轮机进行较准确的数值模拟及性能预测的手段及仿真技术,但是最终仍需进行模型试验来确定模型转轮的能量特性、汽蚀特性以及水力稳定性等。对于已运行的机组,通过模型试验可以模拟电厂的运行工况以研究真机运行的各种特性。通过对电厂的模型机组进行多方面试验研究的结果表明,转轮的能量特性较差;在小开度下,模型机组尾水管内存在较大的低频压力脉动;不同形状的泄水锥对模型机组尾水管的低频压力脉动有较大的影响;针对具体情况,采用不同的补气方法可减轻机组的振动。真机试验是研究真机水力稳定性的直接手段,模型试验固然重要,但也有其局限性,如真机与模型几何相似的假定条件就是相对的,加上水轮机过流部件内的流动极为复杂,各电站水轮机结构的设计也差别很大,由水轮机模型试验的振动特性很难预估真机的运行稳定性,使水轮机振动的真机试验研究为国内外专家所重视。通过大量的研究表明,水轮机振动有其共性,也有其个性。可见,通过模型试验并不能全面了解真机的所有性能,尤其是和机组振动密切相关的动态特性,因此,虽然相比模型试验来说,真机试验受到许多实际条件的限制,但是在研究具体电站的具体问题,特别是要了解机组的制造质量、安装质量等模型上没有的信息对机组运行稳定性的影响时,真机试验必不可少。本论文对电厂的真机做了多方面的试验研究,包括过流部件的实测;不同水头下的变负荷、变励磁试验研究;机组振动的频率特性分析;补气对真机稳定性的影响以及机组振动与大坝振动的之间的关系分析。试验的结果表明,东江水电厂机组的制造及安装质量存在较大的缺陷;机组在每个水头下均存在两个振动工况区,且随着水头的升高,振动工况区有向小出力偏移的趋势;在部分负荷时,尾水管中产生偏心涡,引起尾水管低频压力脉动;采用合适的补气方法及补气量,对于减轻东江水电厂机组的振动是有效的。与模型试验和真机试验相比,CFD数值解析在成本与周期、所获得的信息量等方面有着巨大的优势,因此,这一方法的应用也越来越普遍、深入,也使得人们对于大型混流式水轮机过流部件中主流内特性的了解日益加深。本文通过“部分耦合”的方法对真机在不同运行工况下的稳定场进行了数值解析,并全面的分析了各过流部件内的流动特性以及其能量特性。仅仅对机组的过流部件进行稳定场的CFD数值分析还不足以解决所有与水轮机水力稳定性有关的问题,因此在本论文的最后,采用雷诺应力湍流模型对真机尾水管在不同运行工况下进行了非稳定场的CFD数值解析,分析涡带的运动规律及其产生的低频压力脉动特性,并与真机的试验结果进行了比较,结果比较吻合。
张永辉[9]（2008）在《水流激励对混流式水轮发电机组主轴系统动态特性的影响研究》文中研究指明长期以来,水轮发电机组的激烈振动现象一直徘徊于各地水电站,严重影响水电站的安全运行。在高水头、大流量和强电磁场的共同作用下,其规律十分神秘,是一个至今仍未彻底解决的难题。随着水轮机的适用水头和单机容量的不断提高,转轮内的水流激励对水轮发电机组主轴系统动态特性的影响越发显得重要。因此,研究混流式水轮机转轮内水流的流动特点和水流激励对转轮的影响规律,前人曾对转轮没有偏心下的水流运动进行过分析并求出了此时的水流激励对于从根本上改善水轮发电机组的动态特性有着极其重要的意义。在之前的文献中对转轮流道内水流的流动状态和水流激励的研究是在未考虑转轮振动偏心和转动偏心的情况下进行的,而在机组运行中转轮的振动偏心和转动偏心又是实际存在的,并且二者对转轮流道内水流流动状态和水流激励的影响也是存在的,所以在研究转轮流道内的水流运动状态和水流激励的时候把二者考虑进去是很有必要的。本文从水流在转轮内的运动分析入手,通过分析水轮机转轮内的水流在叶片进、出口处的水流速度三角形,求得水流在转轮叶片进、出口处水流绝对速度的圆周分量,在考虑转轮振动偏心和转动偏心的情况下,转轮内水流的运动状态与未考虑这些因素的情况相比发生了改变,并推导出了此时转轮内的水流对混流式水轮发电机组主轴的水流激励,这里的水流激励中包括了水力参数、发电机的电磁参数以及主轴系统的结构参数,不仅与发电机的电磁转矩相关,还与水轮发电机组主轴系统的转动惯量相关,这为下一步进行耦合动力学分析提供了一定参考。同时考虑了水流激励以及其它径向载荷对混流式水轮发电机组主轴系统的影响。仿真计算出主轴系统的各个典型位置在考虑转轮振动偏心和转动偏心和不考虑二者的情况下的稳态不平衡响应轨迹。
田锋社[10]（2006）在《轴流式水轮机转轮叶片参数与性能的关系研究》文中研究指明在总结大量试验数据和CFD计算结果的基础上,探讨分析了叶片进、出水边曲线形状、叶片转轴及轴线位置、叶片轮毂断面凸边、叶栅稠密度沿半径方向的分布等与转轮性能的关系规律,提出转轮设计时这些参数的选取原则及方法。
二、葛洲坝水电站水轮机ZZ500转轮的CFD分析及翼型优化（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、葛洲坝水电站水轮机ZZ500转轮的CFD分析及翼型优化（论文提纲范文）
（1）轴流转桨式水轮机“亲鱼”性能评价研究（论文提纲范文）
| 内容摘要 |
| abstract |
| 选题的依据与意义 |
| 国内外文献资料综述 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义及目的 |
| 1.2 研究内容 |
| 1.3 技术路线 |
| 2 水轮机流道三维数值模拟研究 |
| 2.1 轴流转桨式水轮机物理模型构建 |
| 2.2 水轮机全流道三维数值模型构建 |
| 2.3 典型计算工况设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 水轮机“亲鱼”性能与流道水动力因子相关性研究 |
| 3.1 过机鱼体损伤与水流流速相关性实验研究 |
| 3.2 过机鱼体损伤与水流压力相关性实验研究 |
| 3.3 过机鱼体受流道水动力损伤判别研究 |
| 3.4 过机鱼体受流道水动力损伤计算结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 轴流转桨式水轮机“亲鱼”性能评价研究 |
| 4.1 水轮机“亲鱼”性能评价参数 |
| 4.2 “亲鱼”性能评价模型输入参数优化研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 本文主要研究结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读工程硕士学位期间发表的部分科研成果 |
| 附表1 典型工况数值模拟方案表 |
| 附表2 典型工况活动导叶开度及叶片转角参数表 |
| 附表3 体积有效利用率计算结果 |
| 致谢 |
（2）水力机械研究领域的发展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 主要研究领域进展 |
| 2.1 水力机械测试技术进展 |
| 2.1.1 水力机械模型测试技术 |
| 2.1.2 现场测试技术 |
| 2.2 CFD数值模拟及优化设计研究进展 |
| 2.3 水电机组智能评估及诊断技术进展 |
| 2.4 空化、空蚀及泥沙磨损研究进展 |
| 3 研究领域发展方向 |
（3）浅析葛洲坝水电站125MW水轮发电机组增容改装（论文提纲范文）
| 1 水轮机的改造 |
| 2 发电机改造 |
| 3励磁系统改造 |
| 4 结论 |
（4）轴流式水轮机叶片进水边形状对其性能的影响（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 几何模型及计算域 |
| 1.1 轴流式水轮机叶片发展历程 |
| 1.2 计算域及计算工况点 |
| 2 数学模型及边界条件 |
| 2.1 数学模型 |
| 2.2 边界条件 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 叶片压力分布 |
| 3.2 不同叶片进水边的转轮内空蚀部位 |
| 3.3 转轮中截面沿半径方向流量分布 |
| 3.4 叶片进出口流动特性分布 |
| 3.5 水轮机效率及空化系数 |
| 4 结论 |
（5）小型水流能发电装置设计与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究目的与意义 |
| 1.2 水流能发电技术的国内外研究进展 |
| 1.2.1 水平轴水流发电装置 |
| 1.2.2 垂直轴水流发电装置 |
| 1.3 水流发电装置的设计与研究方法 |
| 1.3.1 基于Fluent软件的数值模拟与流场分析 |
| 1.3.2 基于Matlab-Simulink的水流发电系统研究与功率控制技术 |
| 1.4 课题来源 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 第2章 流体力学理论与数值模拟方法 |
| 2.1 流体力学控制方程 |
| 2.1.1 连续性方程 |
| 2.1.2 动量方程 |
| 2.1.3 能量方程 |
| 2.1.4 组分质量守恒方程 |
| 2.2 数值模拟方法 |
| 2.2.1 离散化方法 |
| 2.2.2 求解算法 |
| 2.3 Fluent软件简介 |
| 2.3.1 Fluent湍流模型 |
| 2.3.2 Fluent中适用于对旋转机械进行仿真的模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 小型水流能发电装置初步设计 |
| 3.1 水平轴式水流能发电装置 |
| 3.2 垂直轴式水流能发电装置 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 水翼叶片动力学及其仿真 |
| 4.1 叶片动力学 |
| 4.1.1 翼型几何参数 |
| 4.1.2 翼型动力学 |
| 4.1.3 升力阻力与升阻比 |
| 4.2 水翼翼型仿真 |
| 4.2.1前处理软件Gambit简介 |
| 4.2.2 Fluent边界条件设置 |
| 4.2.3 NACA4412二维翼型网格划分 |
| 4.2.4 NACA4412二维翼型仿真求解计算 |
| 4.2.5 NACA0012二维翼型仿真 |
| 4.2.6 几种典型翼型的水动力性能比较 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 导流装置设计及水流机整体仿真 |
| 5.1 水流能发电装置整体流场分析 |
| 5.1.1 水流能发电装置简化模型及其流场网格划分 |
| 5.1.2 水流能发电装置数值模拟 |
| 5.2 导流装置设计及数值仿真 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）中高比转速轴流式水轮机水力模型方案的开发研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.3 主要研究工作 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 FLUNET软件简介 |
| 2.1 引言 |
| 2.2、用FLUENT程序求解问题的步骤 |
| 2.3、FLUENT的求解方法与分析方案的选择 |
| 2.4、常用的边界条件 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 三维湍流数值模拟基本理论和方法 |
| 3.1 数值计算的网格技术 |
| 3.1.1 非结构网格技术 |
| 3.1.2 非结构网格的光滑技术 |
| 3.2 控制方程离散 |
| 3.2.1 湍流运动的基本控制方程 |
| 3.2.2 常用的离散方法及离散格式 |
| 3.3 揣流模型 |
| 3.3.1 Realizable κ-ε湍流模型 |
| 3.3.2 压力—速度藕合关系的处理 |
| 3.4 网格划分对数值计算结果的影响 |
| 3.4.1 网格类型对计算结果的影响 |
| 3.4.2 数值计算分析 |
| 3.4.3 数值计算结果 |
| 3.4.4 网格划分过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 轴流式水轮机叶片的水力设计和几何造型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 轴流式水轮机叶片的水力设计方法 |
| 4.2.1 升力法 |
| 4.2.2 保角变换法 |
| 4.2.3 奇点分布法 |
| 4.3 奇点分布法水力计算步骤 |
| 4.3.1 几何平均流速及环量密度 |
| 4.3.2 一次近似翼型 |
| 4.3.3 二次近似翼型 |
| 4.4 转轮叶片的几何造型过程 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 轴流式水轮机的三维湍流计算和性能分析 |
| 5.1 数学模型 |
| 5.2 轴流式水轮机水力模型主要设计参数 |
| 5.3 水轮机水力模型初始方案的CFD计算分析与完善 |
| 5.3.1 导水部件初始方案的CFD计算分析与改进 |
| 5.3.2 转轮初始方案的CFD计算分析与改进 |
| 5.3.3 尾水管初始方案的CFD计算分析与改进 |
| 5.4 三维湍流计算的结果和分析 |
| 5.4.1 过流部件的流场计算结果分析 |
| 5.5 三维湍流数值计算结果显示 |
| 5.5.1 引水部件 |
| 5.5.2 转轮 |
| 5.5.3 转轮室 |
| 5.5.4 尾水管 |
| 5.6 轴流式水轮机水力性能预估结果 |
| 5.6.1 性能预估结果 |
| 5.6.2 转轮的空化性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结束语 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间公开发表的论文 |
（7）水轮机筒阀多缸协同关闭过程水力特性与控制策略研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 水轮机筒阀国内外应用现状 |
| 1.2.1 水轮机筒阀国外应用现状 |
| 1.2.2 水轮机筒阀国内应用现状 |
| 1.3 水轮机筒阀的相关技术领域的发展现状 |
| 1.3.1 计算流体力学简介及其在水轮机设备中的现状 |
| 1.3.1.1 计算流体力学简介 |
| 1.3.1.2 计算流体力学在水轮机设备中的应用现状 |
| 1.3.2 筒阀同步控制系统的发展现状 |
| 1.3.2.1 筒阀同步控制技术 |
| 1.3.2.2 筒阀同步控制技术研究现状 |
| 1.3.3 鲁棒控制和定量反馈控制的发展与应用 |
| 1.3.3.1 鲁棒控制技术 |
| 1.3.3.2 QFT 简介 |
| 1.3.3.3 QFT 的发展及应用现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 水轮机筒阀多缸协同关闭过程水力特性的计算研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 计算控制域 |
| 2.2.3 边界条件 |
| 2.2.4 流场计算方法 |
| 2.2.4.1 不可压N-S 方程的解法 |
| 2.2.4.2 湍流模式 |
| 2.2.5 网格技术 |
| 2.2.6 多相流模型 |
| 2.2.7 计算工况 |
| 2.3 水力特性计算及结果分析 |
| 2.3.1 轴向力变化 |
| 2.3.2 筒阀表面压力分布 |
| 2.3.3 筒阀关闭的流量特性和附近流场的流态分析 |
| 2.3.3.1 流量特性 |
| 2.3.3.2 附近流场的流态分析 |
| 2.3.4 水力效率和水头损失计算 |
| 2.3.5 水轮机筒阀附近引流部件的流态分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 水轮机筒阀多缸协同关闭过程中的稳定性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 尾水管涡带流场分析 |
| 3.2.1 涡带形成原因 |
| 3.2.2 涡带流场分析 |
| 3.2.3 尾水管压力脉动形成原因 |
| 3.3 筒阀及相邻部件压力脉动特性分析 |
| 3.4 筒阀压力脉动影响因素 |
| 3.4.1 空化系数对筒阀压力脉动的影响 |
| 3.4.2 转轮出口流场与筒阀压力脉动的关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 水轮机筒阀多缸协同控制的数学建模与控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水轮机筒阀多缸协同控制系统 |
| 4.2.1 硬件组成 |
| 4.2.2 系统总体方案设计 |
| 4.2.3 筒阀协同驱动系统技术要求 |
| 4.3 筒阀多缸协同控制系统的数学建模 |
| 4.3.1 系统分析与模型建立 |
| 4.3.2 多缸协同系统的参数 |
| 4.4 筒阀多缸协同控制系统的控制策略研究 |
| 4.4.1 筒阀多缸协同控制系统特点 |
| 4.4.2 定量反馈控制理论基本原理 |
| 4.4.2.1 性能指标 |
| 4.4.2.2 设计方法 |
| 4.4.3 基于非线性系统扰动观测器的控制器设计原理 |
| 4.4.4 六缸协同驱动系统控制策略分析 |
| 4.4.5 六缸筒阀驱动系统的仿真研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 水轮机筒阀多缸协同控制系统的试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 筒阀多缸协同控制系统的硬件组成 |
| 5.3 筒阀多缸同步协同控制系统的试验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 论文作者在攻读博士学位期间参加的科研项目和完成的学术论文 |
| 致谢 |
（8）大型混流式水轮机水力稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 序论 |
| 1.1 论文的背景、目的和意义 |
| 1.2 东江水电厂历年来运行中出现的问题 |
| 1.3 本研究的主要工作和特点 |
| 2 大型混流式水轮机水力稳定性的研究方法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 模型试验研究方法 |
| 2.3 真机试验研究方法 |
| 2.4 CFD 数值模拟研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 混流式水轮机水力稳定性的模型试验研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 HL160 转轮模型的能量及汽蚀特性 |
| 3.3 东江水电厂使用HL160 转轮存在的问题 |
| 3.4 HL160 模型机组水压力脉动试验 |
| 3.5 尾水管内流特性的试验研究 |
| 3.6 不同形状的泄水锥对模型机组能量特性影响的试验研究 |
| 3.7 不同形状的泄水锥对模型尾水管压力脉动特性的影响 |
| 3.8 补气对尾水管水压力脉动影响的试验研究 |
| 3.9 模型稳定性试验研究小结 |
| 4 混流式水轮机水力稳定性的真机试验研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 真机主要过流部件的形状偏差 |
| 4.3 真机的振动试验研究 |
| 4.4 机组振动的频率特性分析 |
| 4.5 补气对真机稳定性影响的研究 |
| 4.6 水轮机组运行稳定性对大坝的影响 |
| 4.7 真机稳定性试验研究小节 |
| 5 混流式水轮机过流部件稳定场的CFD 分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 解析策略及解析域 |
| 5.3 解析工况点及边界条件 |
| 5.4 蜗壳及固定导叶内部流动分析 |
| 5.5 环列叶栅流道内的流动分析 |
| 5.6 转轮流道内的相对流动状态 |
| 5.7 尾水管稳定场流态分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 混流式水轮机尾水管非定常流动的CFD 分析 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 尾水管压力脉动的形成机理及其特性 |
| 6.3 尾水管涡带的CFD 数值解析 |
| 6.4 不同工况下尾水管的压力脉动特性 |
| 6.5 本章小节 |
| 7 全文总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 1 攻读博士学位期间作者发表的论文 |
| 附录 2 攻读博士学位期间参加的项目 |
（9）水流激励对混流式水轮发电机组主轴系统动态特性的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 混流式水轮机概述 |
| 1.3 水流激励的研究现状及发展概况 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第二章 转轮内的水流激励 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水轮机中的水流运动分析 |
| 2.2.1 水流速度三角形 |
| 2.2.2 转轮内水流质点的绝对加速度 |
| 2.3 转轮内的水流激励分析 |
| 2.3.1 转轮内水流对转轮的作用力 |
| 2.3.2 转轮内水流对转轮的作用力矩 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 转轮内的水流激励对机组主轴系统的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 主轴系统的动态方程 |
| 3.3 转轮内的水流激励对机组主轴系统的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 实例分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实例介绍 |
| 4.3 外激励分析 |
| 4.3.1 水封处水力不平衡力 |
| 4.3.2 机械不平衡力 |
| 4.3.3 导轴承处的油膜力 |
| 4.2.4 发电机处的电磁激励 |
| 4.3 仿真计算结果 |
| 4.3.1 系统固有频率和横向振动临界转速 |
| 4.3.2 主轴系统在典型位置的稳态不平衡响应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
（10）轴流式水轮机转轮叶片参数与性能的关系研究（论文提纲范文）
| 1 叶片进、出水边的曲线形状与转轮性能的关系 |
| 2 叶片转轴及轴线位置与转轮性能的关系 |
| 3 叶片轮毂断面凸边的合理使用 |
| 4 叶栅稠密度与转轮性能的关系 |
| 5 结论 |
四、葛洲坝水电站水轮机ZZ500转轮的CFD分析及翼型优化（论文参考文献）
- [1]轴流转桨式水轮机“亲鱼”性能评价研究[D]. 翟振男. 三峡大学, 2019(03)
- [2]水力机械研究领域的发展[J]. 陆力,彭忠年,王鑫,朱雷,安学利,刘娟. 中国水利水电科学研究院学报, 2018(05)
- [3]浅析葛洲坝水电站125MW水轮发电机组增容改装[J]. 周少林. 电子制作, 2014(18)
- [4]轴流式水轮机叶片进水边形状对其性能的影响[J]. 赵亚萍,廖伟丽,李志华,阮辉,罗兴锜. 农业工程学报, 2012(13)
- [5]小型水流能发电装置设计与仿真[D]. 孟维文. 武汉理工大学, 2012(11)
- [6]中高比转速轴流式水轮机水力模型方案的开发研究[D]. 陈大为. 兰州理工大学, 2010(04)
- [7]水轮机筒阀多缸协同关闭过程水力特性与控制策略研究[D]. 郭春立. 天津大学, 2009(12)
- [8]大型混流式水轮机水力稳定性研究[D]. 张双全. 华中科技大学, 2008(12)
- [9]水流激励对混流式水轮发电机组主轴系统动态特性的影响研究[D]. 张永辉. 广西大学, 2008(01)
- [10]轴流式水轮机转轮叶片参数与性能的关系研究[J]. 田锋社. 水力发电, 2006(12)