甩负荷过程水泵水轮机流激振动数值模拟研究

作     者：唐茂嘉 泰荣 程永光 刘珂 TANG Maojia;TAI Rong;CHENG Yongguang;LIU Ke

作者机构：武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 湖北白莲河抽水蓄能有限公司湖北罗田438000 

出 版 物：《水力发电学报》 (Journal of Hydroelectric Engineering)

年 卷 期：2022年第41卷第7期

页      面：140-148页

核心收录：

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51839008) 

主　　题：水力机械 水泵水轮机 甩负荷 流激振动 流固耦合 数值模拟 

摘      要：抽水蓄能电站甩负荷过渡过程中机组振动剧烈,有导致转轮疲劳破坏风险。为探究转轮流激振动特性,对水泵水轮机在甩负荷中的典型工况(时刻)进行CFD-FEM数值模拟,分析了压力脉动、转轮动应力和振动模态。结果表明:转速是影响转轮压力脉动和动应力的最重要因素,最大转速工况最危险,转轮内压力脉动最剧烈,叶片动应力值和振幅均大于其他工况;压力脉动导致转轮动应力波动,两者频谱特征一致;转轮最大动应力出现在叶片进口与上冠“T型连接处,过渡过程中最大值均超过材料许用应力;水力激励力频率与转轮固有频率相差较大,转轮在计算工况发生共振的可能性较小。