摘要：为了把时空非定常流动设计理念用于冲击式水轮机,旋转水斗自由曲面上复杂时空非定常水膜的数值可视化必不可少.文中采用局部非正交边界贴体网格(BFG)对水斗内表面进行描述,利用微分几何精确计算了网格处的自然基本矢量及其偏微分,得到了水斗表面的局部曲率、沿曲面最短距离以及微小曲面面积;成功地将流体的水膜移动网格点投影到了水斗内表面上.用建立的投影理论实现了从旋转水斗缺口及分水刃进入的非定常水膜移动网格的数值可视化,与模型试验照片的比较表明,该数值方法是有效的.

摘要：为了进行冲击式水轮机的流动解析,基于非定常矢量三角形提出了静止系和旋转系时空同期离散的基本理论。选择静止系自由射流最内缘代表流线和旋转系水斗分水刃尖端轨迹圆弧的交点作为非定常相互作用的局部原点,两坐标系的位置用非定常矢量三角形联系在一起来进行时空同期离散。在任意时空同期离散单元,用非定常位移矢量三角形来计算两坐标系代表位置的变化,成功求出了时空同期离散单元两坐标系的平移。数值流动解析结果表明,静止系自由射流进入旋转水斗的坐标平移能够解决水膜间的干涉问题。这种解析方法利用CFD为冲击式水轮机水斗几何形状的优化设计提供有力技术支持。