基于雷诺应力微分模型模拟轴流式水轮机轮缘间隙流动

基于平均N-S方程、采用雷诺应力微分模型、非结构化网格技术,对轴流转桨式水轮机转轮轮缘间隙的三维湍流流动进行数值模拟。重点分析了不同工况下轴流水轮机轮缘间隙内部、叶片表面和轮缘间隙泄漏流动的流速分布规律。结果表明,通过间隙的泄漏流动不是单一的流动型式,按泄漏流动的流动方向不同可划分为(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)四个区域:Ⅰ区为叶片进水边靠头部的轮缘区,不同工况下,即可能出现在正面,也可能出现在背面;Ⅱ区为叶片轮缘中部间隙泄漏流动的流动方向改变的起始区;Ⅲ区为叶片轮缘部中间隙泄漏流动的流动方向转向背面;Ⅳ区为叶片出水边靠尾部的轮缘出口尾涡区。在此基础上,深入的研究了泄漏流动在不同区域产生、发展,泄漏涡与主流的相互作用所产生的二次流动的机理。揭示了轴流式水轮机轮缘缝隙内流动规律。计算结果与试验相吻合,说明了轴流转桨式水轮机发生翼型外缘涡流空化,转轮室产生空化真正原因。

圆管内环形空气射流旋流特性的三维计算

针对目前对旋流器流场的计算多采用二维轴对称数值计算 ,而真实流场并非纯属轴对称的情况 ,在圆柱坐标系下 ,用修正的模型 ,采用同位网格的 SIMPLE算法对带有切向入流及水平入流的圆管流场进行三维数值模拟计算。在计算过程中 ,分四种情况进行比较 ,其一是采用轴对称切向入流 ,另外是采用三种不同状况的非轴对称切向入流 ,将四者所得的结果进行比较分析 ,发现当出现非轴对称切向入流的情况时会带来与轴对称切向入流时不同的偏差 ,这些偏差在近入口处不可忽略 。