基于PIMPLE算法的低负荷水泵水轮机内部流态研究

为探究水泵水轮机在低负荷工况运行时的异常水力激振现象,基于OpenFOAM软件中的PIMPLE算法,结合SAS-SST湍流模型对水泵水轮机在不同低负荷运行工况的内部流态进行三维数值模拟。与试验数据对比后,证明PIMPLE算法在低负荷工况模拟时具有一定的稳定性和可行性。从模拟结果中可发现:机组在偏离额定工况运行时,无叶区内部易出现低频脉动现象,同时叶片吸力面及出水边均存在回流涡结构。而随着流量增大后,转轮内部流态得以改善,尾水管直锥段处从小开度工况下的偏心螺旋状涡带逐渐向同心圆柱形涡带演变,同时涡带的运动过程一定程度上会影响尾水管进口处流态及压强分布的均匀程度,是诱发尾水旋涡的主要影响因素。