基于流固耦合的混流式水轮机转轮静应力特性分析

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。