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轴伸贯流式水轮机是开发低水头中小型水电站的常用机型,其S型尾水管内三维流场复杂,水流流态对水轮机的能量特性和稳定性影响较大。应用CFD技术对尾水管内三维流场进行数值模拟,可以仿真预测流动特性,进行尾水管型线优化,提高水轮机效率和运行稳定性,具有理论意义和实用价值。 本文应用Pro/E三维设计软件进行几何建模,以FLUENT软件为计算平台,采用雷诺时均方程及标准k—ε湍流模型,对计算区域进行非结构化网格划分,设定速度进口、自由出流边界条件,用壁面函数法处理近壁流动,同时应用有限体积法、二阶迎风格式进行控制方程离散,运用SIMPLEC算法对离散方程进行求解,对轴伸贯流式水轮机尾水管内三维定常不可压湍流流场进行了数值模拟,得到以下结论: 1.应用Pro/E软件进行几何建模方法可行,方便实用。 2.计算所采用的非结构网格较好地满足了复杂尾水管湍流计算的需要,适应性强。 3.求解过程中各参数的设置合理,可以较好地反映尾水管中的主要流动现象,同时也说明了流场计算结果的正确性。 4.通过数值模拟方法计算尾水管内三维定常流动,可以方便地揭示尾水管内的速度和压力分布,有助于进行水电站设计优化参数的选择和改进尾水管的设计,对水电站的优化设计有着重要的意义。