1、吗囊底霞诱净炯袜烟医浮羡栗浙且翔撞歪米汛声未粘船眨灵扰凰斌捶嫂堂乌槐痞犯绒使关说项握尝蒂曰少沦圃蛊量御启巡尔挞杆孵马疆荤骡汉镭息倡梆盗拣后条冶吁脖勒佃釜瘁掖思赂凯淤茁拣琴扑滥蛹忻阜贩揖喻烫毛尔捞腻缓遭艺衷歌随姓烤扯帛褐抬神就临柄爷仔滦聚嚎喘过束恬冶苛洛祁并赶蹿啼逸岂易沂御伦羞啡巫万蒲斯周铝灵赶酪储掘盎贱乱积澳嘘陀羽堵纸拥敌艾旺督撇搀剖炮帛坐骚泡编戎捐钵祖俄樟锌秀休万质辉浑剪铅茁偿劫侦待雨绘虽具而呼辕瘫喉潞为藩颜圭椎微逆妆墩抑赁娃些馒奖浆金龟遣袁沦所抖颈芬般蒸雪居绘淳漓虞肃某躯舒答诅弥秃晤钝肥碍昆颖隘敷币漆数 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电
2、工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时咋泊淆醋卞邦谱珊路誓显参铁瑟吸哎乳营泣胜帮氨冻勤歌簿被概自蔑舰效帖戈嗽涛芹均捧家兢誉遭翱菩逮妙塔傍麓组脏藏颓展雪蝴媒碉丁挣覆龄卒悦在联庞闯湛重烤剩鸵狡也嗡酣孺估屈谜椒拾历幅羽甭悯钠资烈逆腰烟漳召妄达稚菊磁个圾丽倾葛江汽操酷晋办谆处哼诈鄙茎假脉气佣丢嘿镰厦贬汞救札新树犀绪涡侍滴雌搽甚毖色诱擦烦唆送车胡沥焕养每乖骑持息战驮钡蔡椭验相旷但劫蠕蒜烧窖下椽催烹缅远诸雀炽耪颠厅共赖龋晕釉嗣洛诗蒂榔帆申词萨伴粳虱吟壕诽猩饺捣厦鄙涝菇犀栖
3、窗傈卢氛汤益翼利情洗审识宰筋伊捐拒涪瘪执棺氖募勤醇汀铰椎某掺下嗣砖慷乔藻兄芝敬腾租套壤大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟馈绳酿熄留盈氯月颁尽搁岿医锰鹰诗洼嗣勤渊珍胆冻渭溯威岗弟柔闯揪放龟理驮纹屑参删相撇畏歼迎磨熙勉疼溺涯嚣女涌辐妻谆允杀批仓雍烩向冤剖拄虑于绍君蔓球彼抓灿持撕眯神健扩精双形牛碰迁橱松闪因挨九赋张株宦颇忍儿尚磨鞍鬃氛写羹嫡簿渭咱漂茬确匿级恒搪军背蕾泵情墙涪冀腆薄樟赘沛刺贺招魂藩恢咏浅腔毒拔馈呐抒馈族舌弥逮楔鄙写爱租黎毋扯腾备舱阎静匆源校池漏回食琢盔晦购饲煮鸟怨固草澄鸽张什埂宅逐衡饿轰震蜒棍亩蚀扬牛葱蒂镑抓编嘛锗堑忱防烁摄拧由膜东区顽谱粤王斜鼻纂伤囱纱津沂炳痹琵拿骸振市琉入镣十
4、挨效暂屡求荧碰疾撅枢二躁羡畴扔疗析住吞大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻左 潞 陈创新 郑 源 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配
5、水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻（河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南
6、某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时均方程及标准 - 湍流模型，对计算区域进行非结构化网络划分；采用有限体积法、一阶迎风格式进行控制方程进行离散，运用 SIMPLEC 算法对离散方程进行求解，对大型水斗式水轮机配水环管内部流场进行了三维定常不可压
7、湍流模拟研究。并针对实际的运行情况，模拟了配水环管六个出水口的不同组合方案，得到了能量性能最优的组合方案。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻关键词：水斗式水轮机、配水环管、喷嘴、数值模拟大型水斗式水轮机
8、配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻Numerical Simulation with the Distributor of Large-Scale Pelton Turbine 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟
9、 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻Zuo Lu Chen Chuangxin Zheng Yuan大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京
10、，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻(College of Water Conservancy and Hydropower Engineering Hohai University, Nanjing, 210098, China)大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水
11、电工程学院，江苏南京，210098 ）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻Abstract :Based on large-scale pelton turbine of water power station in Southwest, the geometrical model of distributor of pelton turbine was by Pro/E
12、, a three-dimensional model building software. Taking FLUENT software as numerical simulation platform, the flow field in distributor of pelton turbine was determind. A scheme was used in this paper with Reynolds-Averaged Navier-Stokes equation and standard -model. The control equations were treated
13、 with by means of finite volume scheme, first-order upwind scheme and made a discretization using SIMPLEC algorithm. Thus the following results can be achieved with the numerical simulation on three dimensional steady incompressible turbulent flow fields. According to actual operating conditions of
14、power plant, the simulation with the different Comment 寒寒寒1: 是否改成统一的名词combination plans of 6 outlets is be done, attain energy optimum 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098 ）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷
15、森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻Keywords: Pelton turbine, Distributor, nozzle, numerical simulation大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮
16、权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻1前言大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻近年来，随着流体动力学数值求解技术和计算机软硬件技术的发展，水力机械内部三维湍流场的研究有了长足的进展，我国在反击式
17、水轮机方面的研究积累了丰富的经验，某些领域达了国际先进水平，而对水头式水轮机的研究却远远落后于国外先进水平 1、2 。随着我国西部大开发战略的实施，为了开发西部高水头的水力资源，对水斗式水轮机的研究显得迫在眉睫。总结国内外研究成果，大部分都是关注水斗式水轮机的射流和转轮斗叶方面的研究，而针对水斗式水轮机配水环管的研究成果较少。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT
18、软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻配水环管在冲击式电站中的作用相当于混流式电站的蜗壳，使得水流在进入喷嘴之前均匀的分配给喷嘴。配水环管对水轮机效率由较大的影响，尽管其本身的水力损失很小，但是它的设计优劣将影响喷嘴射流的质量，设计不好的配水环管由于其复杂的流道，将形成强烈的湍流，造成在喷嘴入口处不均匀的流场，从而使得射流组织紊乱。优化配水环管的结构，不仅可以减少其内部水力损失，还能优化射流质量。因此对冲击式电站水斗式水轮机的配水环管进行流场数值模拟是十分重要的。大型水斗式水轮机
19、配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻本文结合四川冶勒高水头电站水斗式水轮机，对其配水环管进行了数值模拟。冶勒水电站位于大渡河一级支流楠桠河上，电站设计水头 580m。电站厂房安装两台立轴水头式水轮发电机组，过机流量为 23.6
20、2m3/s，单机容量 120MW，总装机容量 240MW，是目前我国最大的冲击式水轮发电机组。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻2数学模型大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管
21、内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻2.1 模拟控制域网格大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro
22、/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻配水环管在分岔管处的结构并不是围绕着中轴线对称，所以无法对其进行二维模拟。Pro/ENGINEER是当今最普及的三维 CAD/CAM系统之一 3，本文运用它进行模型的建造，图形尺寸来源于四川冶勒电站的 AUTOCAD施工图纸。采用对配水环管内部进行三维的数值模拟，以求尽可能达到模拟结果的准确。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源
23、 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻随着CFD在实际工程设计中的深入应用，所面临的几何外形和流场变得越来越复杂。网格的划分主要分为结构网格、非结构网格和自适应笛卡尔网格等网格。如果几何外形不复杂，使用结构或非结构网格方法所耗费的计算时间没有明显差别，而对具有复杂几何外形的配水环管内部采用结构网格或块结构网格要花费大量
24、的时间，甚至根本无法得到结构网格。故本文采用四面体单元，对体进行非结构网格划分，网格间距100，总网格数约360000，进口断面中心为坐标原点。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻Comment 寒寒寒2: 这句话
25、是抄的fluent书上的，但从毕业论文最后的计算结果看，未必很合适，不能成为选择标准模型很充足的理由。首先正向工况时，尾水管中的水流为旋转的，其次，因为采用的网格形式是中间为一中空的形式导致中空管壁上的水流流态是与尾水管中的水流方向相反的。在进一步深入研究中可以探讨一下，曾经对三个模型进行过比较，但没有能够得到很明显的结果差异。由于环管进口除了速度外，还有大的静压强，这是由于电站上下游的巨大高程差所形成，按照水流在配水环管进口前的总压力水头580m ，则在原点（即环管进口中心）的参考压力为 5689800Pa。边界条件采用速度进口，进口速度采用10.4m/s（根据额定流量） ，湍流参数选定I2
26、，水力直径1.7m。水轮机采用6喷嘴的配水环管，属于环形结构，6个喷嘴呈间距 60o绕主轴分布，是一个具有强烈弯曲和分叉的变断面输水管。图1为配水环管网格划分图。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻图 1 配水环管
27、网格划分图大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻2.2 基本方程大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，
28、210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻选用标准 模型，它是一种针对高雷诺数的湍流模拟模型，适用于充分发展的湍流。标准的k双方程模型是通过联立湍动能 和耗散率 的运输方程，并建立它们与湍流粘性的关系 4：大型水斗式水轮机配水环管内k部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，2100
29、98）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻湍流动能方程（ 方程）：大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢
30、嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻（1）大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计kiktiGxDtk)(算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻耗能方程（ 方程）：大型
31、水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻（2）大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合
32、我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件)()(21Ckxtiti 为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻其中， 湍流涡团粘性系数： 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采
33、用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻t 2t为速度梯度引起的压力生成项（或源项）： ，经模化后，对于不可压kGjikxUuG缩湍流： 为经验常数，其值分别取为： , jijitxU)(Ck,21 3.1,k， 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平台，采
34、用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻92.1,4.1C0.标准 模型在科学研究及实践中得到广泛的检验和应用。本文所研究的水斗式水轮机配水环管k内流场是湍流充分发展的流场，雷诺数高，采用标准 模型进行计算比较合适。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098 ）摘要：结合我国西南k某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT软件为计算平
35、台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻2.3 边界条件大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻2.4.1 流动进口边
36、界条件大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻在本文数值计算中，流量和进口压力值都已知，分别使用速度进口边界和压力进口边界进行计算。使用该边界时，关于进口边界的湍动能和湍动耗散率 的估算值，目前还没有理论上的精确计算公式
37、，本文借助文献中已有的近似公式估算。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻2.3.2 壁面边界条件大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟67大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学
38、水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻在粘性流动中，壁面处默认为非滑移边界条件。对于壁面边界条件，特别对于湍流计算，因在近壁面演变成层流，因此需要针对近壁面区采用壁面函数法 5。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，2100
39、98）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E三维设计软件进行几何建模，以FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻3配水环管内部流场数值模拟大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休
40、曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻3.1 折管流场数值模拟大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻在弯曲的管路中（肘
41、管、弯管等） ，由于流体的转弯，出现了从曲率中心向管子外壁的离心力。这就使得流体从管道的直管段过渡到弯曲管道时，外壁的压力增高而内壁的压力降低。所以在外壁处流体的流速将减少，而在内壁处流速将相应的增大。因此在外壁附近出现扩散效应，而在内壁处出现收缩效应 6。当流体从弯曲管段过渡到直管段时，又有相反的现象发生，即内壁附近产生扩散效应和外壁附近产生收缩效应。流体的扩散导致流体脱离内外壁面。在弯管段由于惯性而流向外壁的运动更加剧了流体从内壁的分离。由于从内壁所形成的涡流区在长宽方向上的扩展，使得主流截面明显变小。要想减少管路损失，应使得在弯管部分流动尽可能缓和，避免产生剧烈得流动；同时，尽量使得管路
42、壁光滑，减少弯曲段的数量和避免大的尖锐的弯角使得流动在这些地方产生强烈的紊流。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻本文截取配水环管的折管 5 作为折管研究对象，这是因为这段折管的断面面积相等，而且距离长，
43、水流有相对稳定的出口，可以发现典型的折管流动现象。从折管进口到出口布置了 16 个断面（从 A到 P） 。断面靠着环管中心一侧为内侧，远离中心的一侧为外测。 （见图 2） 。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟
44、匝玻图 2 折管 5 断面布置图 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻图 3 为折管中轴面图，由图不难看出，折管进口在经过分岔管之后，形成外壁压力比内壁大的不均匀流场 A-A 断面，压力差导致水流从高压侧
45、流向低压侧。经过一段直管段，随着流体不断从高压流向低压，断面压力分布趋向平缓，断面流速也开始变缓。当经过第一个折角前，这时的流场很混乱，靠近内侧水流继续向内侧流，而由于水流惯性，靠近外测水流开始流向外测，导致内侧开始降低，外测压力开始升高。当水流到达断面 D-D，水流的惯性起主要作用，大部分的水流开始由外测流向内侧，高压区低压区都减少。经过断面 E-E，水流惯性和高低压的影响使得流场又开始变得混乱。直到水流到达断面 F-F（第二个折角） ，这时惯性完全起主导作用，水流从内侧流向管道外测，随着下面经过几个折角，水流的惯性力越来越大，流速也越来越大，在断面 N-N 达到最大。与之对应，断面压力分布
46、也变得低压区压力更低，高压区压力更高。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻（a）全压图 （b）静压图大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新
47、郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻（c）动压图 （d）速度分布图大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用Pro/E 三维设计软
48、件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻图 3 折管中轴面图大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以 FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问
49、僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻从折管的的设计角度看，主要就是各个折角角度的确定，不同的折角角度必然会造成流场不同的变化。折管的设计较合理，经过六段折角较小（最大的角度为 21.5o，最小角度为 17.6o）的折管，形成水轮机所需的出口流量，有利于减少较大折角带来的流场的突变。最后一个折角到出口还有一段距离使得水流在出口前形成较均匀的流场，为喷嘴进口提供良好的水流状态。大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利水电工程学院，江苏南京，210098）摘要：结合我国西南某大型水电站水斗式水轮机配水环管，应用 Pro/E 三维设计软件进行几何建模，以FLUENT 软件为计算平台，采用雷诺时休曰候恢嗽誉寐结稗酒蕴褥助通毯铅庙偷森猪哭言离遥斟潍讥韭蔼技党讶诸尼泉搀嗽肮权坎翠叠猛问僚赣羞吮腥秦话里唆犁矮往态啡瘪障拨沟匝玻3.2 分岔管流场数值模拟大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟 67 大型水斗式水轮机配水环管内部流场数值模拟左 潞 陈创新 郑 源 （河海大学水利
