[发明专利]一种基于水轮机全流场三维模拟方法的泄水锥打孔方法

权利要求书

1.一种基于水轮机全流场三维模拟方法的泄水锥打孔方法，其特征在于：

步骤1、建立模型测试实验系统，设计不同的泄水锥打孔模型进行匹配加工，根据不同构型的泄水锥完善水力测试实验台，进行高速摄影测量，获取水轮机转轮内部及尾水管涡带的实验信息；

步骤2、选取湍流模型，使用RANS模拟方法进行水轮机全流场三维非定常模拟，捕捉转轮叶片间叶道涡、尾水管涡带以及叶片进口边脱流空化现象，根据捕捉到的现象确定产生涡带初生的地方，在所述涡带初生的地方进行打孔；所述水轮机全流场三维模拟方法的计算包括几何建模、网格设置、数值方法、控制方程以及边界条件设置；

步骤3、综合模型实验和数值模拟数据，对不同流量偏工况下的不同泄水锥打孔模型进行测试。

2.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于：所述计算中的几何建模基于总体几何模型，所述几何模型包含蜗壳入口段、蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮、尾水管以及肘管7个部分。

3.根据权利要求2所述的打孔方法，其特征在于：所述网格设置为对所述几何模型的各个部分进行网格划分，各个部件的网格在计算中使用interface进行连接。

4.根据权利要求3所述的打孔方法，其特征在于：所述数值方法采用CFD软件ANSYS进行计算，采用CFX求解器进行求解，所述CFX是基于有限元的有限体积离散方法，对六面体网格单元采用24点插值。

5.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于：所述控制方程包括连续性方程和动量方程。

6.根据权利要求2所述的打孔方法，其特征在于：所述边界条件设置为：

入口：以蜗壳入口延长段为入口，采用质量流量进口条件，同时设置参考压力、初始湍流强度参数；

出口：以肘管出口为流动出口，采用压力出口条件；

壁面：所有的固体壁面均采用无滑移边界条件，近壁区流动采用壁面函数进行模拟。

7.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于：所述泄水锥打孔为打2孔的泄水锥，打2孔的泄水锥为沿着轴心，相对穿孔的构型。

8.根据权利要求1所述的打孔方法，其特征在于：所述泄水锥打孔为打4孔的泄水锥，沿着泄水锥的轴心相对穿孔成2孔的泄水锥，再在2孔的泄水锥的基础上，在相对靠下的位置垂直对穿2孔。