[發明專利]一種基于CFD的汽輪機葉片通流建模方法

在審

• 申請號: 201910782938.6
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN110489887A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 王健;馬義良;梁天賦;趙洪羽;馬天吟;劉瑤;關淳;張宇;盛顯偉;朱曉明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱汽輪機廠有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 23109 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 牟永林<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種基于CFD的汽輪機葉片通流建模方法，它涉及一種建模方法，它包括(1)、幾何模型前處理：對汽輪機葉片通流中的數據進行幾何建模參數識別，編程處理，進行幾何模型識別和拓撲分區，網格劃分；(2)、計算模型前處理：利用軟件，建立相應的計算區域，給定計算需要的工質，模型設置和參數設置，給定數值計算的求解設置，從而完成方程組的建立；(3)、數值計算：利用求解器進行求解，在滿足指定的計算殘差要求后停止計算；(4)、后處理：對前述計算結果進行處理，得到整個計算過程各變量的數據，通過云圖和數據曲線圖，對汽輪機葉片通流進行分析。本發明能夠有效降低葉片通流吹風試驗的規模，有效推進汽輪機葉片通流的分析和設計。

技術領域

本發明涉及一種建模方法，特別涉及一種基于CFD的汽輪機葉片通流建模方法。

背景技術

汽輪機行業對產品的經濟性提出了更高的要求。汽輪機通流的經濟性是整個汽輪機系統經濟性的主體，對其進行提升，是提升汽輪機整體經濟性的關鍵。而汽輪機葉片通流對汽輪機的性能起著重要影響，葉片對機組負荷的敏感度高，導致電廠低負荷運行時的機組效率低，因此，需要開發、設計、優化汽輪機葉片，以改善葉片通流的適應性，改善汽輪機葉片通流對機組變負荷特別是低負荷下工況的適應性，對電廠整體效益的提升意義重大。另外，以往的汽輪機葉片通流設計和優化，主要依靠透平機械原理的理論和吹風試驗來進行，涉及的試驗周期比較長，試驗費用也比較昂貴。

發明內容

本發明是為克服現有技術的不足，提供一種基于CFD的汽輪機葉片通流建模方法，該方法能夠有效降低葉片通流吹風試驗的規模，降低相應的試驗成本，有效推進汽輪機葉片通流的分析和設計。

一種基于CFD的汽輪機葉片通流建模方法，它包括：

(1)、幾何模型前處理

對汽輪機葉片通流中的數據進行幾何建模參數識別，編程處理，進行幾何模型識別和拓撲分區，網格劃分，檢查網格的質量；

(2)、計算模型前處理

利用軟件，建立相應的計算區域，給定計算需要的工質，模型設置和參數設置，給定數值計算的求解設置，從而完成方程組的建立；

(3)、數值計算

利用軟件自帶的求解器進行求解，在滿足指定的計算殘差要求后停止計算；

(4)、后處理

利用CFD-POST對前述計算結果進行處理，得到整個計算過程各變量的數據，通過云圖和數據曲線圖，對汽輪機葉片通流氣動性能進行分析。

本發明與現有技術相比具有以下效果：

降低成本，以往的汽輪機葉片通流設計和優化，主要依靠透平機械原理的理論和吹風試驗來進行，涉及的試驗周期比較長，試驗費用比較昂貴。CFD計算可以大幅降低試驗的規模，從而降低試驗費用，降低成本。

提高效率，隨著大型計算機的迅猛發展，目前企業可用的計算機的計算能力相當驚人。工程師可以在較短的時間內設計多個方案，并通過CFD計算分析，選出最佳設計。

輔助試驗，有些汽輪機葉片通流，可能由于自身試驗設備等限制，不能進行試驗研究，如：整個高壓缸通流的試驗。CFD計算可以彌補試驗在這一方面的不足，為汽輪機葉片通流設計和優化提供又一重要工具。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步地說明：

附圖說明

圖1為本發明基于CFD的建模流程圖；

圖2為實施例中一個汽輪機機組中壓級通流圖；

圖3為所述汽輪機機組動葉幾何參數圖；

圖4為導入Turbogrid典型級動葉的幾何模型圖；