摘要：本文提出了一个基于小生境遗传算法的平面叶栅多目标优化设计方法。该方法利用奇点分布法设计无厚翼型初始骨线,在最大厚度一定的条件下,采用NACA-0012型空气动力翼型的厚度分布规律对已知骨线进行加厚得到翼型,从而得到平面叶栅。然后以平面叶栅表面边界层中的流动损失最小和翼型气蚀系数最低为多目标,用距离法构造二者统一的目标函数,利用遗传算法来搜索最佳的骨线形状。已知叶栅的流场分析由一个基于边界元的程序完成。假定总损失与叶栅表面边界层中的流动损失成正比,该损失可通过积分法计算叶栅边界层得到。将该方法应用于ZZ440叶栅的设计,结果显示可以得到较满意的解。

摘要：传统的木模图法在表示水轮机叶片时存在表示叶片不完整和无法引入计算机辅助设计及制造的不足,为此本文提出了基于最小二乘法的非均匀有理B样条曲线曲面延展法,解决了混流式水轮机叶片空间曲面的小区域延展问题。同时结合水轮机叶片形状特点,利用自由曲面和解析曲面的求交法确定了叶片的延展边界,实现了叶片曲面的整体造型。论文最后算例分析表明,该方法能够得到精度较高的延展曲面,同时算法稳定可靠。

摘要：本文建立了一种给定及厚度分布规律的有族流动的混流式转轮叶片设计模型．应用周向平均处理方法，由三维欧拉方程导出子午面上的普通运动方程，该方程可以计及来流有旋、环量分布不均匀及转轮本身对轴面流动的影响．用置于叶片中心的源汇来描述叶片厚度对流场的作用，使设计计算更为灵活简单．结合算例分析了叶片本身与来流旋涡对轴而流场的影响，发现二者作用刚好相反，这些为设计出性能优良的转轮进一步提供了依据和方法．

摘要：本文提出了一个基于遗传算法的平面叶栅优化设计方法。该方法利用奇点分布法设计无厚翼型骨线 ,然后通过遗传算法使叶栅表面边界层中的流动损失最小化 ,以此搜索沿骨线最佳的厚度分布规律 ,厚度分布被参数化表示。已知叶栅的流场分析由一个基于边界元的程序完成。将该方法应用于ZZ440叶栅的设计 ,结果显示是有效和可行的。

摘要：本文通过对岩滩电站楼板强振原因和转轮裂纹的分析,针对岩滩电站的具体情况,通过采用负倾角叶片、增加叶片数、降低模型转轮最优单位转速和CFD分析等减振措施的应用,优化设计了A773a转轮用于岩滩电站减振改造。通过模型试验判断该转轮用于岩滩电站可以消除岩滩电站楼板强振;有限元分析结果可知消除了叶片裂纹;真机半年的运行和试验证明楼板强振消除。另外岩滩电站减振成功改造可以对其它大型机组的振动和裂纹问题提供借鉴和参考。

摘要：针对遗传算法易早熟和收敛速度慢的不足提出自适应遗传算法,引入自适应变异算子自动调整自变量步长v使收敛加速,以个体适应值计算交换率和交叉点位置增强了算法的智能性,同时在进化过程中加入特殊的个体保证基因的完备性。水轮机叶片型面复杂,因此铸件铸造成形后难以设置测量基准点和坐标系,需要通过测量数据与设计曲面的坐标变换实现最佳匹配。将自适应遗传算法引入最佳匹配问题的求解,算例分析表明该方法与标准遗传算法相比具有运算速度快和稳定性好等特点。

摘要：水轮机稳定性问题一直是研究的难点 ,对水头高、水头变幅大的电站尤其受到关注 ,且目前已经投入运行的大型水电站都存在不同程度的振动问题 ,虽然产生的因素很多 ,但水力问题是重要因素之一。本文结合龙滩水电站水轮机参数优化及稳定性研究项目 ,通过CFD分析 ,对模型水轮机的蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮、尾水管进行了全面的优化设计 ,模型转轮共计算了 2 2个工况点 ,经过优化的转轮延迟了小负荷区涡带的产生和叶片正背面脱流的产生。通过模型试验验证 ,龙滩水电站水轮机水力性能研究是成功的 ,研究成果达到了预期目标 ,CFD分析结果与模型试验结果基本吻合。

摘要：椭圆型蜗壳最大优点是蜗壳断面向纵向延伸 ,与传统的带蝶形边假椭圆不同 ,它是箱式结构的断面可以用椭圆函数表达的真椭圆 ,在流速系数相同的条件下 ,能够减小蜗壳控制尺寸 ,或者在控制尺寸相同情况下 ,适当增加转轮直径。通过优化设计 ,椭圆型蜗壳可获得优异的水力性能。但是 ,椭圆的长宽比不可无限增大 ,本文通过CFD分析 ,给出椭圆型蜗壳长宽比的限制值。

摘要：基于k-ε紊流模型和三维时均N-S方程,进行了混流式水轮机全流道的三维定常湍流计算。捕捉到了水轮机过流部件内的流场和非最优工况下转轮通道及尾水管内的旋涡结构与演化特征等流动信息。结果表明,水轮机的全通道CFD分析能够较为准确地预测出水轮机过流部件内的性能参数及内部流场结构,所得到的结果对进行水轮机的水力设计或改型优化设计等研究具有重要的指导意义。

摘要：本文主要从水力设计出发 ,根据叶片几何参数的变化 ,在不同工况下 ,利用CFD技术对叶片的压力分布、速度矢量变化、流线分布和叶片出水边环量变化的情况进行了分析。并将CFD分析的结果与模型试验中转轮涡带、叶片脱流情况及叶片应力计算结果进行了对比。探讨了叶片进口冲角对叶片头部脱流的影响、叶片出水边环量变化对转轮出口涡带的影响和叶片形状对叶片应力分布情况的影响。