[发明专利]抑制混流式水轮机叶片背面空化的方法

权利要求书

1.一种抑制混流式水轮机叶片背面空化的方法，其特征是：

水力计算：通过运用商业计算流体动力学CFD软件对水轮机相 应工况进行模拟计算，计算方法为活动导叶与转轮单周期联合计算， 计算流程如下：

(1)运用商业三维造型软件对水轮机活动导叶和转轮建立全模 拟数学模型；

(2)使用商业网格划分软件对建立的活动导叶和转轮数学模型 分别进行网格划分，网格划分时采用块结构化网格；

(3)使用商业计算流体动力学CFD软件的前处理部分导入划分 好的活动导叶和转轮的网格，设置计算域的计算方程、边界条件等各 种计算参数，计算软件采用有限体积法求解流动方程，得到求解域的 流动特性，流体选不可压缩流体，其连续方程如下：

∂U‾j∂xj=0]]>

动量方程如下：

∂∂t(ρU‾i)+∂∂xj(ρU‾iU‾j)=-∂P‾∂xi-∂∂xj(τ‾ij+ρUi′′Uj′′‾)]]>

式中为平均速度

为平均压力

ρ为密度

为平均剪切力

t为时间

(4)计算求解及收敛，使用计算流体动力学软件的求解器对计算 域进行求解，计算时间步长0.005，收敛残值0.00005；

(5)计算结果分析，使用计算流体动力学软件的后处理部分导 入计算结果，对计算结果进行压力分布分析：在软件的命令窗口下使 用语句min(p)可求得叶片背面的最低压力点位置；

(6)叶片钻孔，在叶片背面计算所得压力最低点位置钻一个直 径0.003D1(D1是水轮机的标称直径)小孔，该小孔连通到叶片正 面。