摘要：为研究可逆机转轮的设计方法,提出了按水泵给定流道参数和转数,从水轮机方向计算叶型的全三维逆向设计方法。对高水头水泵水轮机转轮进行了全三维设计,并对所设计的转轮用三维湍流数值模型进行了性能预估。结果表明全三维逆向设计方法是可行的,设计方法有较好的可控性。由于在设计中综合考虑了水泵和水轮机的双向流动特性,设计转轮有较好的效率。

摘要：(清华大学热能工程系,北京100084)要优化水泵水轮机转轮设计,应了解转轮在内的水泵水轮机全流道的流动特性。采用SIMPLEC算法和标准k-ε湍流模型对某一用全三维逆向设计方法设计的高水头可逆式水泵水轮机进行了全流道双向三维湍流数值模拟。详细分析了转轮内部及蜗壳、尾水管中的流动情况,并对不同部件的水力损失以及转轮的性能进行了预估。计算结果揭示了水泵水轮机转轮内部流动的复杂性,分析了转轮各部件间的关系,优化并改进了转轮设计。

摘要：为了诊断可逆转轮的三维流场,引入局部涡动力学诊断方法,从叶片对流体做功能力分析过流部件的设计状况。通过对沿流线的截面上总压流的分解,找到对总压流产生不良影响的动力学根源和位置。根据诊断结果,通过在设计中改变叶片的环量分布,对可逆转轮进行了改进,提高了转轮的效率和气蚀性能。可逆转轮数值实验结果表明:在水泵工况,改进前后的转轮效率分别为91.3%和92.1%;在水轮机工况,改进前后的转轮效率分别为91.9%和92.4%;改进后气蚀因数降低了0.012。

摘要：本文将涡动力学理论引入可逆转轮内的双向三维流动诊断中,从叶片对流体做功能力分析过流部件的设计状况,通过对沿流线的截面上总压流积分的分解,找到产生对总压不良影响的动力学根源和位置,并利用叶片表面的边界涡量流分布来分析对叶片力矩产生不良影响的区域,为改进转轮流动设计提供直接的诊断依据。

摘要：本文建立了能够控制双向流动性能的水泵水轮机在线优化设计模型。模型中采用全三维反问题方法设计转轮叶片,采用叶型逼近方法求解水轮机工况和水泵工况的流场。综合考虑双向流动的能量性能和空化性能,提出了综合性能评价函数。采用单纯形加速方法,对一高水头水泵水轮机进行优化设计,得到了综合流动性能较好的转轮。全流道的定常湍流计算结果表明,优化后两个流动方向的转轮效率都提高,空化系数降低,证明了优化方法是可行的。模型可以实现计算机的在线优化计算,减少了人工干预。

摘要：该文针对舟山-大陆跨海引水工程的特点,对舟山及宁波的陆上引水管道部分,采用空气阀以控制负压;对海底跨海管道的控压措施进行多种方案的研究和分析,最终选定以加大管道入海口处缓冲池容积及该处输水泵的转动惯量的方案为跨海段的控负压措施。经工程实施运行,实践证明效果良好,文中给出了计算模型、过渡过程分析及方案的确定。

摘要：为了求解水泵水轮机转轮内部的双向流动,提出了基于全三维转轮叶片设计模型的叶型渐近方法。该方法从水轮机方向设计目标叶型,并得到水轮机方向流场。再利用设计程序,从水泵流动方向设计叶型,用单纯形加速法控制速度矩分布变量,使得该叶型逐步逼近目标叶型,并得到水泵方向的流场,即得到同一叶型的双向流场。根据计算出的流场可以预估转轮的双向能量性能与气蚀性能。对一高水头水泵水轮机进行了设计计算,结果表明,该方法是可行的。

摘要：在水电站的仿真计算中 ,建立合理可行的明满混合流动数值模型是必要的。针对现有明满混合流动的数值解法中存在稳定性差的缺点 ,提出了一种新的计算格式——特征隐式格式法。其主要思路是将动量和连续方程转化为双曲型方程组的标准形式进行差分。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。文中还研究了洞型对流动特性的影响 。

摘要：本文建立了灯泡贯流式机组桨叶和与之相匹配的导叶的全三维反问题计算模型。模型中通过给定导叶出口边与桨叶进口边上的速度矩分布规律来建立桨叶和导叶之间的匹配关系。设计得到的桨叶和导叶叶型均为空间曲面形状,内缘比外缘更为扭曲。在设计工况对其进行联合数值模拟,并根据转轮进口和尾水管进口截面上的速度矩分布状况调整了设计,增大导叶的出口安放角,使得转轮效率提高到92.28%。该设计方法有利于研究桨叶和导叶之间的联合流动性能,为寻求其最佳匹配关系打下了基础。

摘要：为实现贯流式机组斜向空间导叶的密合设计,提出了一种基于最优化技术的设计方法。利用全三维反问题模型设计导叶叶型,保证它具有良好的绕流性能,并为转轮提供必需的环量。以出口边和进口边附近叶片表面上的准正交网格线构成密合基线为目标,采用单纯形加速法控制速度矩参数的变化,使得叶型逐步满足密合要求。导叶和桨叶进行联合数值模拟,结果表明,设计的导叶绕流水力损失小,并且设计计算具有足够的精度。