基于CFD的双向流道泵站压力脉动混沌特性研究

双向流道泵站受长江水位变化影响，易偏离设计工况运行，引发不良压力脉动，影响泵站安全运行。基于雷诺时均方程和SST k-ω湍流模型，对某双向流道泵站模型进行非定常计算，得到设计工况下的压力脉动时间序列，并结合外特性试验对计算结果予以验证。为研究双向流道泵站压力脉动的混沌特性，对压力脉动的时间序列进行相空间重构，求取最大李雅普诺夫指数、关联维数、分形标度3个混沌特性参数并进行分析。研究表明：各监测点压力脉动的最大李雅普诺夫指数均大于0，表明计算得到的压力脉动时间序列具有混沌特性；叶轮出口处P₉点的关联维数最大，出水喇叭口处P₁₈点关联维数最小，与压力脉动振幅变化大小相对应；分形标度均大于0，导叶中部P₁₅点分形标度值最大，代表在此情况下混沌特性最强。