| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 目录 | 第9-12页 |
| 第一章 绪论 | 第12-18页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 计算流体力学和流固耦合振动问题国内外研究现状 | 第13-16页 |
| 1.2.1 计算流体力学(CFD)简介 | 第13-14页 |
| 1.2.1.1 CFD的特点 | 第13页 |
| 1.2.1.2 CFD的优势 | 第13-14页 |
| 1.2.1.3 CFD的工作步骤 | 第14页 |
| 1.2.2 流固耦合振动问题国内外研究现状及方法 | 第14-16页 |
| 1.2.2.1 强耦合方法(Strongly Coupled Model) | 第15页 |
| 1.2.2.2 弱耦合方法(Weakly Coupled Model) | 第15-16页 |
| 1.3 主要研究内容及主要工作 | 第16-18页 |
| 第二章 流动描述及其数值计算方法 | 第18-37页 |
| 2.1 湍流控制方程 | 第18页 |
| 2.2 湍流数值模拟 | 第18-37页 |
| 2.2.1 雷诺平均数值模拟(RANS) | 第18-21页 |
| 2.2.1.1 标准κ-ε模型 | 第19-20页 |
| 2.2.1.2 RNG κ-ε模型 | 第20-21页 |
| 2.2.2 大涡模拟(LES) | 第21-26页 |
| 2.2.2.1 滤波的N-S方程 | 第21-22页 |
| 2.2.2.2 亚格子模型(SGS) | 第22-26页 |
| 2.2.3 分离涡模型(DES) | 第26-30页 |
| 2.2.4 壁函数 | 第30-32页 |
| 2.2.5 LES的近壁处理 | 第32-33页 |
| 2.2.6 动静界面处理 | 第33-34页 |
| 2.2.6.1 滑移网格技术 | 第33-34页 |
| 2.2.6.2 旋转参考系 | 第34页 |
| 2.2.7 求解算法 | 第34-37页 |
| 2.2.7.1 PISO法 | 第35-36页 |
| 2.2.7.2 SIMPLE法 | 第36-37页 |
| 第三章 灯泡贯流式水轮机物理模型及网格生成 | 第37-43页 |
| 3.1 水轮机三维流道实体模型的建立 | 第37-39页 |
| 3.2 网格类型及单元的分类 | 第39-40页 |
| 3.3 网格划分 | 第40-42页 |
| 3.4 本章小结 | 第42-43页 |
| 第四章 灯泡贯流式水轮机全流道非定常湍流计算 | 第43-71页 |
| 4.1 灯泡贯流式水轮机中三维非定常湍流计算方法 | 第43页 |
| 4.2 计算边界条件的给定 | 第43-44页 |
| 4.3 设计工况流场随时间的变化 | 第44-51页 |
| 4.3.1 全流道初始流场随时间变化 | 第44-47页 |
| 4.3.2 转轮室进出口流场随时间变化 | 第47-51页 |
| 4.4 各过流部件非定常湍流计算稳定后瞬时流场结果及分析 | 第51-64页 |
| 4.4.1 进水口灯泡体部分的流场计算结果及分析 | 第51-52页 |
| 4.4.2 导水机构流场计算结果及分析 | 第52-53页 |
| 4.4.3 转轮叶片流场计算结果及分析 | 第53-54页 |
| 4.4.4 转轮室及尾水管流场计算结果及分析 | 第54-64页 |
| 4.5 设计工况流道及灯泡体过流部件压力特性 | 第64-69页 |
| 4.6 本章小结 | 第69-71页 |
| 第五章 灯泡贯流式水轮机转轮流固耦合模拟 | 第71-110页 |
| 5.1 灯泡贯流式水轮机转轮叶片流固耦合振动特性分析 | 第71-81页 |
| 5.1.1 基于声学理论的有限元方法 | 第71-72页 |
| 5.1.2 转轮叶片在空气及水介质中的模态分析 | 第72-76页 |
| 5.1.2.1 计算模型 | 第72-73页 |
| 5.1.2.2 计算结果 | 第73-75页 |
| 5.1.2.3 结果分析 | 第75-76页 |
| 5.1.3 旋转离心力及流体密度对转轮叶片振动特性的影响 | 第76-81页 |
| 5.1.3.1 旋转离心力对转轮叶片振动特性的影响 | 第77-79页 |
| 5.1.3.2 流体密度对转轮叶片振动特性的影响 | 第79-81页 |
| 5.2 灯泡贯流式水轮机转轮叶片流激振动计算 | 第81-108页 |
| 5.2.1 流固耦合控制方程 | 第81-83页 |
| 5.2.2 流激振动计算方法 | 第83-84页 |
| 5.2.3 边界脉动压力传递 | 第84-86页 |
| 5.2.4 壁面流激作用力的计算方法 | 第86-87页 |
| 5.2.5 水轮机转轮叶片流激振动计算模型 | 第87-88页 |
| 5.2.6 水轮机转轮叶片流激振动计算结果 | 第88-98页 |
| 5.2.7 单个叶片流激振动分析 | 第98-108页 |
| 5.3 本章小结 | 第108-110页 |
| 第六章 结论与展望 | 第110-112页 |
| 6.1 主要研究成果和结论 | 第110-111页 |
| 6.2 展望 | 第111-112页 |
| 致谢 | 第112-113页 |
| 参考文献 | 第113-118页 |
| 附录A 攻读硕士学位期间参与的科研项目 | 第118-119页 |
| 附录B 攻读硕士学习期间撰写发表的学术论文 | 第119页 |
