转轮中的流动计算

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转轮内部流动计算研究概况转轮中的流动是流体动力学中最为复杂的流动。即使对水力机械中的不可压缩流体也是如此.首先流动是三维的，故其应力和应变率是很复杂的。不同方向上有不同的压力梯度，同时还有旋转、表面曲率等作用，形成复杂的粘性和湍流流动区域。此外，伴随着二次流、间隙流、尾迹及流道中的马蹄涡和削状涡，流动还有强烈的旋涡性。水力机械内部流动的数值研究经历了二维~准三维一全三维，无粘流，粘性流的发展过程.应用的数值方法包括:奇点分布法、有限元法、有限差分法、有限体积法以及流线迭代法等。
计算机和计算流体动力学的发展，有力地促进了水力机械内部流动数值研究的进步。特别是N-S方程和Euler方程直接解法在水力机械研究中的应用，为分析复杂的三维流动提供了有效的方法。Lakshminarayana(2]和吴玉林[3]总结T转轮中流动分析计算方法的研究和发展。
转轮中的流动计算基本上可分为两大类:理想流动和粘性流动计算。
水力机械内部流动的雷诺数都比较大(一般大于106)，对设计工况和设计工况附近的加速或弱减速非分离流动、水流粘性的影响仅限于非常薄的边界层之内，若不分析通流部件的损失特性时，可忽略水流的粘性作用，这样转轮内部的流动遵循理想流体的连续方程和运动方程。
有限元法也可用边界元法和差分法。由于它能充分反映转轮中的三维性，所以比二维和准三维计算更充分地描述流动的状态，特别是在水轮机的流动分析中，在设计工况附近，除一些特殊区域外如翼型头部和尾部区域)，其三维势流计算结果与实际流动还是很吻合的。但是它不能反映转轮中的旋涡特性和损失特性。
奇点法可以说是求解势流的一种经典的计算方法，目前工程上仍广泛应用该方法进行二维叶栅绕流计算。
2.转轮中的准三维流动
1952年吴仲华教授提出了著名的三维流动通用理论，转轮内的三维流动问题可以转化为多个两类相对流面上的二维流动问题进行迭代求解。
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