基于CFD混流式水轮机转轮空化及涡旋流动数值模拟

来源：水资源与水工程学报杂志2017年第2期北京时间：

作者：孟小瑞

单位：（河南省水利水电学校

摘要：采用RNK 湍流模型和压力速度耦合的SIMPLEC算法，基于欧拉-欧拉方法中均匀多相流假设的混合两相流体无滑移模型，选用Schnerr and Sauer 空化模型，对混流式水轮机转轮进行三维空化湍流数值模拟。利用ANSYS CFX，通过转轮的汽含率云图、流线图、turbo面分析以及转轮进出口压力、速度曲线分析，获得了该水轮机在大开度、小开度下的转轮、叶片以及泄水锥的空泡、涡旋黏度等主要流动特征。计算结果表明：大开度和小开度对转轮的空化影响不同，存在一定规律，即大开度下空化严重而范围比较集中；小开度下空化较轻但发生范围较广；大开度下涡旋黏度偏大，则空泡不宜脱流，即不容易在叶片上产生漩涡；小开度则涡旋黏度小，即叶片上漩涡明显。

关键词：水轮机转轮,空化,涡旋黏度,漩涡,大开度,小开度