混流式水轮机涡带脉动的数值模拟研究与试验
| 摘要 | 第7-9页 |
| ABSTRACT | 第9-10页 |
| 1 绪论 | 第14-22页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第14-15页 |
| 1.2 课题来源 | 第15页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第15-19页 |
| 1.3.1 水轮机涡带特性与成因研究现状 | 第15-17页 |
| 1.3.2 水轮机尾水管涡带数值模拟现状 | 第17-19页 |
| 1.3.3 水轮机涡带脉动测试方法研究现状 | 第19页 |
| 1.4 本文研究内容 | 第19-22页 |
| 2 水轮机数值模拟理论与网格划分 | 第22-35页 |
| 2.1 高级湍流模拟技术简介 | 第22-26页 |
| 2.1.1 控制方程 | 第22-23页 |
| 2.1.2 湍流的数值模拟 | 第23-26页 |
| 2.2 多重坐标参考系 | 第26-27页 |
| 2.3 动静干扰的滑移网格技术 | 第27-28页 |
| 2.4 空泡动力学 | 第28-29页 |
| 2.5 常用的多相流空化模型简介 | 第29-30页 |
| 2.6 网格划分 | 第30-34页 |
| 2.6.1 网格划分 | 第31-33页 |
| 2.6.2 网格无关性检查 | 第33-34页 |
| 2.7 本章小结 | 第34-35页 |
| 3 基于CFD的水轮机能量特性研究 | 第35-46页 |
| 3.1 水轮机相似原理与特性曲线 | 第35-36页 |
| 3.2 数值计算与结果分析 | 第36-41页 |
| 3.2.1 求解方法 | 第36-37页 |
| 3.2.2 流场域压力、速度场分析 | 第37-39页 |
| 3.2.3 特性曲线绘制 | 第39-41页 |
| 3.3 水轮机模型综合性能测试平台搭建 | 第41-42页 |
| 3.4 水轮机能量特性试验 | 第42-45页 |
| 3.4.1 试验结果 | 第42-45页 |
| 3.4.2 结果对比 | 第45页 |
| 3.5 本章小结 | 第45-46页 |
| 4 水轮机涡带空化特性研究 | 第46-66页 |
| 4.1 水轮机全流道非定常模拟 | 第46-50页 |
| 4.1.1 求解方法及计算工况 | 第46页 |
| 4.1.2 非定常计算结果与分析 | 第46-49页 |
| 4.1.3 流态观测试验 | 第49-50页 |
| 4.2 两相流尾水管气化现象 | 第50-54页 |
| 4.2.1 混合模型的控制方程 | 第50-51页 |
| 4.2.2 空化模型 | 第51-52页 |
| 4.2.3 数值计算与结果分析 | 第52-54页 |
| 4.3 水轮机涡带空化性能试验 | 第54-58页 |
| 4.3.1 临界空化系数 | 第54-56页 |
| 4.3.2 空化系数对效率的影响 | 第56-58页 |
| 4.4 空化系数与水轮机振动特性 | 第58-65页 |
| 4.4.1. 测点设置 | 第58-60页 |
| 4.4.2. 各空化系数下的振动曲线频率和幅值 | 第60-65页 |
| 4.5 本章小结 | 第65-66页 |
| 5 水轮机涡带脉动特性研究 | 第66-83页 |
| 5.1 不同开度水轮机涡带特性 | 第66-72页 |
| 5.1.1 不同开度涡带形状 | 第66-67页 |
| 5.1.2 不同开度涡带振动特性 | 第67-72页 |
| 5.2 尾水管中水流分布规律与涡带产生机理研究 | 第72-77页 |
| 5.2.1 尾水管中的流速及其分布 | 第72-73页 |
| 5.2.2 圆周速度与轴向速度的影响 | 第73-77页 |
| 5.3 水轮机涡带脉动特性试验 | 第77-81页 |
| 5.3.1 不同转速水轮机涡带振动特性 | 第77-80页 |
| 5.3.2 水轮机涡带脉动特性振动幅值等值线 | 第80-81页 |
| 5.4 本章小结 | 第81-83页 |
| 6 水轮机涡带初生空化测定方法研究 | 第83-98页 |
| 6.1 引言 | 第83页 |
| 6.2 SVD拓展应用的信号测量方法 | 第83-88页 |
| 6.3 故障特征提取试验验证 | 第88-90页 |
| 6.4 转轮区初生空化测试 | 第90-97页 |
| 6.4.1 转轮区域空化产生信号特征 | 第90-91页 |
| 6.4.2 转轮区初生空化试验设备 | 第91-93页 |
| 6.4.3 初生空化早期诊断 | 第93-96页 |
| 6.4.4 两种试验对比 | 第96-97页 |
| 6.5 本章小结 | 第97-98页 |
| 7 混流式水轮机飞逸特性研究 | 第98-108页 |
| 7.1 数学建模 | 第98-102页 |
| 7.1.1 管道流动特性建模 | 第98-99页 |
| 7.1.2 水轮机特性建模 | 第99-101页 |
| 7.1.3 转速瞬变过程分段建模与求解 | 第101-102页 |
| 7.2 联合求解 | 第102-104页 |
| 7.3 过渡过程安全影响因素分析 | 第104-106页 |
| 7.4 水轮机飞逸特性试验 | 第106页 |
| 7.5 本章小结 | 第106-108页 |
| 8 总结与展望 | 第108-110页 |
| 8.1 总结 | 第108页 |
| 8.2 创新点 | 第108-109页 |
| 8.3 展望 | 第109-110页 |
| 攻读博士学位期间的成果 | 第110-112页 |
| 参考文献 | 第112-118页 |
