竖轴水轮机三维水动力响应的数值模拟

基于Realizable k-ε湍流模型和三维N-S方程,应用CFD软件FLUENT的滑动网格方法,对一种新型变攻角竖轴水轮机三维情况下的水动力响应及能量转换系数进行理论分析和数值模拟计算。研究结果表明:连接杆件的截面为NACA翼型时对转轴提供的附加扭矩大于圆形截面连接杆件;选取截面翼型为NACA4415的连接杆件对其安装角度的影响进行比较分析,可知当连接杆件翼型的弦线与来流平行时,能量转换系数最大,与实验数据有较高的吻合度。表明Realizable k-ε湍流模型是一种有效的数值模拟方法。

透水柔性结构物与水流相互作用三维数值模拟

针对透水柔性结构物与水流相互作用的特征,基于三维N-S方程、κ-ε模型和透水柔性结构物动力学模式,采用有限控制体积方法和迎风格式,进行模型方程的数值离散,建立了适于模拟透水柔性结构物与水流相互作用的三维非恒定流数值模型。采用室内实验结果进行模型参数率定和验证,并在此基础上,分析了透水柔性结构物的水动力学特征及其水流场的影响。