循环水槽动力段壁面振动的影响因素分析

在已知循环水槽动力段壁面振动主要是径向振动的情况下,为了研究影响其振动规律的影响因素,本文建立了叶轮旋转状态时的循环水槽动力段流场与壁面相互作用的数值计算模型。用滑移网格实现叶轮的旋转运动,并分别用剪切应传输(shear-stress transport,SST)模型和有限固体模型进行流场区域叶轮水动力和固体区域应力的计算,同时考虑流体区域和固体区域的变形,分别求解流体和固体控制方程,通过流体-固体交界面传递计算数据实现双向流固耦合计算。结果表明:增加叶轮叶数可以显著地降低壁面的振动,且壁面区域的固有频率对振动的影响很小,叶频对对壁面振动大小起决定性作用。

推进叶轮的水动力性能数值模拟与变参数分析

为了研究运转工况和几何参数对叶轮水动力性能的影响,本文建立了有限流域内叶轮水动力性能的计算方法,开展了大型循环水槽驱动叶轮的水动力分析。基于面元法建立数值计算方法,在循环水槽壁面上以反余弦方式布置轴向面元,并均匀布置周向面元;在叶轮叶片上径向和弦向均采用余弦方式布置面元,计算过程中用压力库塔条件进行迭代至收敛。结果表明:叶轮在适当低的转速时效率较高,而叶轮的叶数只在螺距比较小时对水动力性能有较大影响。本文方法能够很好地预报推进叶轮的水动力性能,并且能够对叶轮设计提供指导意见。