李颖，，李国晓，刘子祺，孙见波，雷恒，（.黄河水利职业技术学院，河南开封　700；.小流域水利河南省高校工程技术研究中心，河南开封　700；.广东水利电力职业技术学院，广东广州　06；.黄河水利水电开发总公司，河南济源　907；.水利部农村电气化研究所，浙江杭州　00）



混流式水轮机全流道内部流场C F D数值模拟研究

李颖1，2，李国晓3，刘子祺4，孙见波5，雷恒1，2
（1.黄河水利职业技术学院，河南开封475003；2.小流域水利河南省高校工程技术研究中心，河南开封475003；3.广东水利电力职业技术学院，广东广州510635；4.黄河水利水电开发总公司，河南济源459017；5.水利部农村电气化研究所，浙江杭州310032）

摘要：根据标准k-ε双方程和雷诺时均（N-S）方程，给定转轮边界条件，建立水轮机内部流动的数学模型。通过F1uent，以HL002-LJ-410混流型水轮机为例，对水轮机全流道内部流场进行了三维数值模拟研究。获取了水轮机在最优工况、小开度工况和大开度工况3种典型工况下过流部件的湍流流动性能参数和流场分布。计算结果表明，对比其他两工况下最优工况时蜗壳静压、流速和尾水管流动较理想。同时表明，水轮机过流部件有一定的改造优化空间。

关键词：水轮机；CFD；全流道；数值模拟

Project SuPPorted bY Nationa1 Natura1 Science Foundation of China（No.U1304503）.

KEY W0RDS：Turbine；CFD；who1e f1ow Passage；numerica1 simu1ation

由于水轮机流道的复杂性，尤其是转轮内部流场很难通过技术实测，而传统的模型试验方法周期长、成本高。近年来随着CFD流场分析手段的成熟，采用三维数值模拟方法对水轮机内部复杂的湍流流动进行研究，使得在水轮机设计中可以通过“数值模拟试验［1-2］”取代“传统模型试验”实现方案筛选，并对其水力性能进行预测。……