水轮机固定导叶的涡街模拟与振动分析

研究三峡右岸部分机组水轮机固定导叶出水边处的卡门涡街共振问题。根据机组的实际运行情况和产生异常噪声的特点,应用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值分析技术对固定导叶开展出水边处的涡街振动模拟,建立模拟涡街振动的CFD数值模型,采用Fluent软件实现对卡门涡街振动特性的定量分析;同时采用流固耦合分析方法对固定导叶进行水下动态特性分析,获得结构在水中的固有频率。分析表明,固定导叶的卡门涡街频率与其在水中的固有频率是非常接近的,容易发生耦合并造成局部振动。结合现场振动与噪声测试加以验证,确定产生异常噪声的激振源,找到诱发卡门涡街共振的主要原因。通过对固定导叶不同出水边截面几何形状的对比分析,提出有效预防和消除卡门涡街共振的优化方案。