周大庆,张蓝国,郑 源,茅媛婷

(1.河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心,江苏南京 211100; 2.中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川成都 610072)

基于脱体涡模型的竖井贯流式水轮机组压力脉动数值分析

周大庆1,张蓝国1,郑 源1,茅媛婷2

(1.河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心,江苏南京 211100; 2.中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川成都 610072)

应用基于CFD方法建立的脱体涡模型对某潮汐电站竖井贯流式水轮机组的水力特性开展全流道三维非定常湍流数值模拟,获取不同水头工况下流道内关键位置处测点的压力脉动信息。结果表明:该潮汐竖井贯流式水轮机组流道内压力脉动均含有转频分量,距离转轮越近,转频分量幅值越大;转轮段压力脉动较强,振幅随水头的增加而增大,频率以3倍和6倍转频为主;导叶进水侧和出水流道内压力脉动较弱,且以低频分量为主;水头变化对导叶进水侧压力脉动影响很小;出水流道在设计工况下流态最好,压力脉动最小。

竖井贯流式水轮机;脱体涡模型;压力脉动;频谱分析

竖井贯流式水轮机适用于低水头潮汐电站,由于其转动惯量小,压力脉动对其稳定性影响较大,剧烈的压力脉动还会引起水力机组和水工建筑物的共振,直接威胁整个电站的安全运行[1]。目前压力脉动研究主要有现场测试[2]、模型试验[3]与数值模拟等手段,由于现场测试是事后评估,模型试验目前尚不能准确……