武文强，李丽婷，吕蕊蕊，于 安

（河海大学能源与电气学院，江苏省南京市 210003）

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随着科技不断发展，用户对电量的需求日益增加，水泵水轮机朝着高水头、高容量与高速化方向发展，高水头下运行的机组空化性能变差，压力脉动幅值明显增大，会使机组在部分工况下由压力脉动产生剧烈的水力振动，若振动频率与电站厂房固有频率相同则会引起共振，严重威胁电站与机组的正常运行，因此，研究水轮机在非设计工况下由压力脉动产生的水力振动这一现象具有重要意义。

早期针对尾水管压力脉动与涡流关系的研究主要集中在试验，Sirok等[1]通过试验发现涡带的结构脉动与其压力脉动的相似性。Miyagawa等[2]通过试验分析了机组在不同工况下涡带的形态。Marko Hocevar等[3]通过径向基神经网络（RBNN）的方法得到了尾水管内部涡带的形态，由于借用了尾水管内部压力脉动的试验数据，该数值计算能较为准确地模拟尾水管内部流动形态。

国内针对尾水管涡带与压力脉动关系的研究主要集中在数值计算与试验相结合分析。杨建明、曹树良等[4]基于k-ε两方程湍流模型完成了对尾水管三维湍流模拟的编程，得到了尾水管内部流态特征；张双全等[5]对原型尾水管进行了三维非定常数值模拟计算，得到了尾水管内涡带形态的变化规律，将数值计算结果与实验数据进行了比较分析；周凌九等[6]发现尾水管涡带受转轮出口圆周速度与回流区大小这两个因素影响，机组的压力脉动随着空化系数装置减小而逐渐增大，当空化系数装置数值减小到某一数值压力脉动也达到一最大数值[7-8]；……