混流式水轮机导叶叶道内湍流场的大涡模拟

应用非定常不可压缩流体N-S控制方程和大涡模拟动态亚格子湍流模型,基于混合网格技术,采用SIMPLEC算法实现速度、压力变量的分离求解,得到了型号为A55x的某试验模型水轮机活动导叶全流道速度场、压力场以及涡量场分布。计算结果表明,活动导叶绕流形成的涡带向下游进一步发展,造成转轮进口速度及压力分布的不均匀,直接影响转轮内的流动状态。同时还研究了导叶后不均匀流场的动态特性,发现越靠近下游时间平均的压力和速度不均匀度越来越小,但各断面的瞬时不均匀度值相差较大,提出寻找叶后时间平均上始终处于最小速度不均匀度的断面应成为未来水轮机水力设计的重要设计指标。