基于流固耦合的混流式水轮机转轮静应力特性分析.pdf

第26卷第3期 水力发电学报 V01．26No．3 0FHYDROELECTRICENGINEERING 2007年6月 JOURNAL Jun．，2007 基于流固耦合的混流式水轮机转轮静应力特性分析 肖若富1，王正伟，罗永要 (清华大学热能工程系，北京 100084) 摘要：近年来，国内外一系列大型水轮发电机组频繁发生转轮叶片投产后短期内出现穿透性裂纹问题，对机组安全稳 定运行构成了威胁。长期以来人们一直在寻找由于水力激励引起转轮叶片应力特性的计算方法。本文首先对混流式水 轮机全流道内流场进行了多工况的CFD计算。得到不同工况下转轮叶片表面水压力载荷，并利用顺序流固耦合方法对 转轮在各种工况下的应力特性进行计算。结果表明在大部分工况下该转轮叶片最大静应力基本上与水轮机功率成线性 关系。本文计算结果可为其它水轮机转轮的应力特性分析及转轮疲劳裂纹分析提供参考。 慕键词：水轮机；流场计算；流固耦合；应力特性 中图分类号：TK733+．1 文献标识码：A Stress ofFrancisturbinerunnersbasedonFSI analysis XIAO Ruofu，WANGZhengwei，LUOYongy∞ 100084) (Dep口厅砒m0厂死er7MzE愕i抛e矗增，乃i，舭啪踟讹邝i￡y，＆彬增 Abstract：Cmcks0ccurin turbinesinshorttimeafter are into many1a昭e一8ized they put 叩emtion．The methodofthestressduetothe reasonisan ofthe comput砒ional hydmulic importantproblemhydraulicmachinery． Inthis firsttheCFDsiInulation the Vaneandd斌 case， Vane，11Jnner p印er，at includingspiIm stayVane，guide tubeatdif琵rent is theresultofthe distributiononmnnerbladeis studied，then pressure proVided operationpoints interaction thatthe forthemnnerstmcturalsimulationnuid-stlllcture method．7rheresultindicates by (FSI) maximumstressonthe11lnneris in totheturbine ofthesewiU usto the minlypmportion output．A11 help analyze andfhctureof