[發明專利]一種渦輪發電機流道結構優化的分析方法在審

申請號：	202010840758.1	申請日：	2020-08-20
公開（公告）號：	CN112182791A	公開（公告）日：	2021-01-05
發明（設計）人：	朱忠輝;馮澤東;耿標;賀羽	申請（專利權）人：	無錫量子感知技術有限公司
主分類號：	G06F30/17	分類號：	G06F30/17;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
代理公司：	常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258	代理人：	王美華
地址：	214000 江蘇省***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種渦輪發電機結構優化分析方法
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【說明書】：

本發明涉及一種渦輪發電機流道結構優化的分析方法，該方法根據已有的模型確定渦輪、導輪的葉片基本結構參數，利用三維軟件建立渦輪、導輪的三維模型及相關計算域模型，利用流體仿真軟件對渦輪及流道進行流場數值模擬，分析渦輪與導輪的不同結構參數對渦輪性能的影響。本發明基于流場分析，采用CFD技術，篩選出影響渦輪性能的顯著參數并進行參數匹配優化，從而對渦輪及導輪葉型結構進行改進設計，通過對比分析，得出最優組合，實現以較短的周期，較少的人力物力，得到渦輪結構方面的最佳匹配方案。

技術領域

本發明涉及一種渦輪發電機流道結構優化的分析方法。

背景技術

現有國內的隨鉆測量通常使用渦輪發電機進行循環發電，為了保障較高的鉆井效率，對于大功率、高效率的渦輪發電機進行流道結構研究是很有必要的。目前對渦輪發電機的研究手段主要通過實驗進行，由于渦輪發電機規格各異，單一對某規格渦輪發電機所獲得實驗結果，不具備較好的通用性，因此對不同規格的渦輪發電機進行實驗，需要花費大量的人力物力。因此有必要采用仿真方式對渦輪發電機流道進行結構優化，以較短的周期，較少的人力物力，得到渦輪結構方面的最佳匹配方案。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術中之不足，本發明提供一種渦輪發電機流道結構優化的分析方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種渦輪發電機流道結構優化的分析方法，具有以下步驟：

(1)、對渦輪模型結構特征進行簡化處理并抽取流道；

(2)、利用hypermesh對抽取的流道計算域模型進行網格劃分，其中導輪進口流域和渦輪進口流域采用結構化的六面體網格，導輪葉片流域和渦輪葉片流域采用非結構化的四面體網格，并且在葉片處進行加密處理，使用mesh quality功能對各個模型的網格進行質量檢查；

(3)、由于在實際工作中，導輪是固定的而渦輪是旋轉的，因此選擇合適的分析模型-MRF，將模型分域成旋轉域和靜止域；

(4)、設定輸入工況，包括渦輪的轉速和流體的流量；

(5)、設定輸出文件，包括壓力云圖和速度云圖；

(6)、計算求解；求解計算全流道模型在不同轉速下的壓力云圖、速度云圖；

(7)、重復以上步驟計算不同的工況；

(8)、根據渦輪葉片的壓力云圖、速度云圖，改變葉片的螺旋升角、葉片厚度，重新提交計算比較分析渦輪發電機的輸出性能。

進一步地，步驟(2)中，采用CFD技術對劃分網格后的計算域模型進行流場數值模擬，研究導輪與渦輪的主要結構參數：包括螺旋升角、旋轉角、葉片厚度分別對渦輪性能的影響。