Методика прогнозирования энергетических характеристик гидротурбин на основе расчёта трехмерного вязкого течения несжимаемой жидкости

• Автор: Поспелов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Оглавление
Оглавление

Основные условные обозначения

Индексы
Сокращения
Введение

1. Обзор литературы. Цели и задачи работы

1.1. Основные задачи гидродинамического расчета

1.2. Методы гидродинамического расчета

1.3. Трехмерные методы расчета

1.4. Цели и задачи диссертационной работы

2. Выбор параметров модели расчета вязкого течения
2.1. Расчетная сетка 3
2.1.1. Исследование влияния типа элементов на примере 31 расчета течения в отсасывающей трубе
2.1.2. Исследование влияния количества элементов 38 гексаэдральной расчетной сетки на интегральные и
локальные параметры
2.2. Используемые модели турбулентности
2.2.1. Описание используемых моделей турбулентности
2.2.1.1. Стандартная к-s модель турбулентности
2.2.1.2. RNG к-s модель
2.2.1.3. Realizable к-s модель
2.2.1.4. Стандартная к-со модель турбулентности
2.2.1.5. Модель к-со с дополнительным уравнением 50 переноса касательного напряжения
2.2.2. Исследование влияния моделей турбулентности на 51 картину течения
2.2.2.1 Расчет течения в криволинейном канале

2.2.22. Исследование влияния модели турбулентности 58 во вращающейся системе координат
2.2.23. Влияние модели турбулентности на картину течения 61 в отсасывающей трубе
2.3. Влияние выходного граничного условия
2.4. Влияние нестационарной постановки задачи на решение
2.5. Модели взаимодействия между подвижными и 68 неподвижными частями
2.5.1 Описание моделей взаимодействия
2.5.2 Исследование модели взаимодействия «ротор-статор» на 70 примере расчета течения в рабочем колесе насоса с
выходом потока в направляющий аппарат
2.6. Рекомендации по выбору параметров модели расчета течения 76 вязкой жидкости
3. Методика расчета трехмерного вязкого течения в гидротурбине
3.1. Методика построения расчетных сеток
3.1.1 Построение расчетной сетки в СК
3.1.2 Построение расчетной сетки для НА и РК
3.1.3 Построение расчетной сетки для ОТ
3.2. Задание граничных условий
3.3. Параметры решателя
3.4. Обработка результатов
4. Прогнозирование характеристик гидротурбин различного типа на 98 основе расчета трехмерного вязкого течения
4.1. Расчет течения в РО гидротурбине РО 500
4.2. Расчет течения в РО гидротурбине РО 230
4.3. Расчет течения в РО гидротурбине РО 75

4.4. Расчет течения в ПЛ гидротурбине ПЛ 20
4.5. Расчет течения в ПЛ гидротурбине ПЛ 15
5. Заключение
6. Литература

a) б)
11 tttttt ttttt

tttttttt
Рис.2.4. Диафаммы качества исследуемых элементов расчетных сеток: а) тетраэдральная; б) тетраэдральная с призматическим слоем; в)
гексаэдральная
Граничные условия для отсасывающей трубы задавались следующим образом. На входе в расчетную область задавались три компоненты скорости (Vz, Vr, Vta„), полученные экспериментально. Значения V, снимались с одномерного фафика при помощи профаммы Graph2Digit. Значения V,- и Vta„ снимались с векторной диафаммы при помощи профаммы AutoCAD, поэтому могла возникнуть некоторая ошибка в значениях скоростей при снятии экспериментальных данных. На входе задавался осредненный по двум лучам зондирования поток. Параметры турбулентности на входе задавались с использованием гидравлического диаметра и значения интенсивности турбулентности. В качестве гидравлического диаметра брался диаметр входа в отсасывающую трубу. Интенсивность турбулентности задавалась 1=5%.
На выходе из расчетной области были апробированы два вида граничных условий: условие свободного протекания (Outflow) - в этом случае фиксировался расход на выходе; статическое давление (Pressure -outlet) — в этом случае задавалось статическое давление на выходе и параметры турбулентности на случай возникновения обратного течения. На стенке задавалось условие прилипания. Шероховатость стенки не учитывалась.