瞬变工况下多级液力透平内部流动特性数值模拟

为了研究多级液力透平瞬变工况时的内部流动特性，以一个二级离心泵反转式液力透平为研究对象，考虑非线性速度梯度与螺旋度影响，构建动态亚格子应力模式的大涡模拟湍流模型，对多级液力透平内部流场进行全流域非定常数值模拟，获得瞬变工况下液力透平内部流场的瞬时压力脉动的变化规律，并分析瞬变工况下涡流在液力透平内部的演变规律。结果表明，瞬变工况下，流量瞬变会引起液力透平内部各部件的压力脉动突变，该突变压力强度远超过液力透平内部各部件自身的压力脉动幅度，其中进水室受流量瞬变的影响最大，叶轮受流量瞬变的影响相对比较小。液力透平在瞬变工况时，进水室的速度流线分布更加均匀，叶轮处的速度流线分布也变得相对均匀，但级间导叶处和出水室的速度流线分布更加杂乱，旋涡比较多。研究结果将为新能源车辆氢能储能、石油化工等领域中的液力透平结构改进提供理论依据。