【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水轮机设计，具体地，涉及一种水轮机多工况尾水管涡带抑制的优化设计方法。
技术介绍
1、水轮机是水力发电的心脏，用来将河流的势能转换为旋转的机械能，进而带动发电机产生电能。由于混流式水轮机结构紧凑，效率较高，能适应很高的水头范围，是目前世界各国应用最为广泛的一种机型。随着间歇性可再生能源在电网中的比例不断提升，水电机组更加频繁的担负调峰调频任务，也不可避免的在偏离最优工况运行。尾水管涡带是混流式水轮机偏离最优工况运行时出现在尾水管中的一种特殊涡流现象，其会在尾水管中激发低频、高幅值的压力脉动，产生的压力脉动可能会在整个管道系统中传播而引起水力共振，甚至激发原型水轮机的次同步自由振荡，严重威胁到水轮机组的运行稳定性。
2、为了抑制尾水管内涡带的强度，进而保证混流式水轮机组运行稳定性的目的，研究者们一直致力于对尾水管、泄水锥等进行改型或优化设计，比如泄水锥改型设计、泄水锥打孔设计、尾水管内壁加装导流叶片设计等，并取得了一定的设计效果。然而由于缺乏一种直接、高效的尾水管涡带抑制设施的优化设计方法，目前的各种尾水管、泄水...
【技术保护点】
1.一种水轮机多工况尾水管涡带抑制的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水轮机多工况尾水管涡带抑制的优化设计方法，其特征在于，所述步骤一中，使用最优拉丁超立方抽样方法在水轮机综合运转特性曲线图上均匀布点，然后将落在所研究水轮机受尾水管涡带影响较大的运行区内的工况点作为多优化工况点。
3.根据权利要求2所述的一种水轮机多工况尾水管涡带抑制的优化设计方法，其特征在于，所述最优拉丁超立方抽样方法为在利用拉丁超立方抽样方法得到样本点后，在每一维中随机交换两个元素，并利用一个评价函数对样本点进行优化，评价函数的表达式为：
4.根...
【技术特征摘要】
1.一种水轮机多工况尾水管涡带抑制的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水轮机多工况尾水管涡带抑制的优化设计方法，其特征在于，所述步骤一中，使用最优拉丁超立方抽样方法在水轮机综合运转特性曲线图上均匀布点，然后将落在所研究水轮机受尾水管涡带影响较大的运行区内的工况点作为多优化工况点。
3.根据权利要求2所述的一种水轮机多工况尾水管涡带抑制的优化设计方法，其特征在于，所述最优拉丁超立方抽样方法为在利用拉丁超立方抽样方法得到样本点后，在每一维中随机交换两个元素，并利用一个评价函数对样本点进行优化，评价函数的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种水轮机多工况尾水管涡带抑制的优化设计方法，其特征在于，所述步骤二中，对混流式水轮机尾水管涡带cfd数值仿真计算，操作方法为：首先采用三维建模软件构建水轮机全流域几何模型，包括蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮、尾水管；然后采用网格划分工具根据几何特征的复杂度对水轮机全流域进行结构化或非结构化网格划分；最后根据多优化工况点的运行参数对仿真进行物理模型设定和空化两相流仿真的设定，并实施仿真计算。
5.根据权利要求3所述的一种水轮机多工况尾水管涡带抑制的优化设计方法，其特征在于，所述步骤二中，空化两相流动计算中，空化模型采用基于rayleigh-plesset方程的均质多...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雪松，龚保红，王凌云，王贵和，马波，张志斌，吴赵建，周玉霞，汪平武，张壮壮，黄灿，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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