张毅鹏，洪 涛，张潇引，李正贵，吴远为

（1.武汉大学动力与机械学院，武汉430072；2.天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，兰州730065；3.流体及动力机械教育部重点实验室—西华大学，成都611730）

0 引 言

贯流式水轮机因其过流量大，转速高，效率高，且高效区宽，结构紧凑，布置简单等优点成为开发低水头水能资源的一种经济、适宜的水轮机型式。空化是一种复杂的多相流现象，对于运行中的灯泡贯流式水轮机而言，其叶片很容易遭到空蚀的破坏，尤其是靠近缝隙处，边壁空蚀作用较为严重，并且水中颗粒的存在增加了空化的发生机率，使转轮区域极容易发生空化，产生空蚀。空化对水力机械性能影响非常严重，空化会使水轮机能量性能下降，是造成机组不能稳定运行的主要原因之一［1］，因此，众多学者对此进行了研究［2-10］。然而，对水轮机的空化研究仍然集中于混流式水轮机与轴流式水轮机，对贯流式水轮机内部空化流动特性研究较少［11，12］。因此，本文通过采用气液两相流和基于组分输运方程的空化模型对柴家峡水电站原型机进行CFD 计算，分析在空化状态下转轮区域流动特性与压力脉动变化规律。

1 几何模型与计算方法

本文采用Pro/E 软件对其进行三维造型，模型按照真机采用1∶1进行三维模型创建。其主要的结构分为流道，活动导叶，转轮，尾水管四部分。图1为模型的流道单线图，图2为三维几何模型。

图1 模型流道单线图Fig.1 Flow passage of model

图2 三维几何模型Fig.2 Three-dimensional geometry

表1为文中所研究水轮机的基本参数。……