| 上游扰动条件下尾水管涡带演化和压力脉动研究 |
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| 引用本文： | 郭涛,徐李辉,罗竹梅. 上游扰动条件下尾水管涡带演化和压力脉动研究[J]. 农业机械学报, 2022, 53(6): 192-201 |
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| 作者姓名： | 郭涛 徐李辉 罗竹梅 |
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| 作者单位： | 昆明理工大学建筑工程学院,昆明650500;昆明理工大学能源与动力工程系,昆明650093 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(51969009、52069010、52179087); |
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| 摘 要： | 尾水管涡带是混流式水轮机流动不稳定的表征,严重时甚至会导致机组疲劳破坏。为准确捕捉不同工况下尾水管内流体流动的瞬态湍流特性,采用滑移网格技术以及SST k-ω湍流模型,通过现阶段最新进展的Liutex涡识别方法对尾水管涡带进行捕捉并对比分析,着重分析了不同来流对尾水管涡带的形成、发展、破裂和低频压力脉动的影响。结果表明：与文献实验结果的对比,验证了结果的准确性;上游不同来流条件下,尾水管涡带形态各异。最优工况时仅形成一个稳定的旋流结构,即纺锤形涡带,对流场影响较小。流量降低到设计流量的81%时,形成螺旋形涡带,涡带的偏心运动对主流产生了较大干扰作用,涡流、回流和流动分离等不稳定现象明显。由于涡带对主流的排挤作用,造成涡带与壁面之间出现明显的高速区,平均脉动压力系数幅值也比最优工况增加了1.36～4倍,压力脉动呈现出典型的低频、高幅特征;随着开度的继续降低,涡带体积大幅度增加,形成一个较大的空腔涡带,占据流域范围较广,与肘管壁面发生直接“冲击现象”;开度越小尾水管内产生的涡流越杂乱,流场越不稳定,当开度降至最低时,有形涡带消失,破碎后的杂涡充据着整个直锥段和弯肘段。
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| 关 键 词： | 混流式水轮机 尾水管涡带 上游扰动 压力脉动 |
| 收稿时间： | 2022-01-26 |
Influence of Upstream Disturbance on Vortex Rope Evolution and Pressure Fluctuation in Draft Tube |
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| GUO Tao,XU Lihui,LUO Zhumei. Influence of Upstream Disturbance on Vortex Rope Evolution and Pressure Fluctuation in Draft Tube[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2022, 53(6): 192-201 |
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| Authors: | GUO Tao XU Lihui LUO Zhumei |
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| Affiliation: | Kunming University of Science and Technology |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Francis turbine vortex rope in draft tube upstream disturbance pressure fluctuation |
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