%0 Journal Article
%A 毛秀丽1
%A 2
%A 3
%A 曹天宇1
%A 2
%A 王一帆1
%A 2
%A 刘志明1
%A 2
%A 尹进步1
%A 何军龄1
%T 水泵水轮机发电模式增负荷工况转轮特性研究
%D 2025
%R 
%J 振动与冲击
%P 1-8
%V 44
%N 20
%X 水泵水轮机通过快速、频繁地切换运行工况以使抽水蓄能电站准确响应电网需求，长期变工况运行影响机组水力效率及结构性能。以某混流式水泵水轮机为研究对象，针对其发电模式增负荷工况，采用剪切应力输运k-ω湍流模型和流固耦合方法求解内流场与结构场。研究发现转轮流道内压力脉动主频为20.00fn，无叶区压力脉动主频为转轮的单倍叶频9.00fn和转轮的二倍叶频18.00fn(fn为转频)。负荷低于60%，叶片进口攻角(范围8.26°~18.08°)诱导转轮域内周向涡旋、马蹄涡旋及出水边涡旋形成，导致压力脉动出现高幅值区域(0.017~0.023)；而负荷高于60%，涡核破裂使得压力脉动信号强度衰减。结构响应方面，叶片上冠与下环的平均变形量沿转轮流道流向递减(始末分别相差7.6 μm、5.3 μm)，上冠、下环部分节点受到固定约束区影响，其平均等效应力显著高于其余无约束位置。此外，叶片变形量自上冠、下环至中心处增加至峰值，等效应力与变形量变化相反。在流场与结构场协同分析中，增负荷工况的转轮叶片的平均变形与力矩呈线性正相关，平均等效应力与流量呈线性负相关。叶片的变形量与力矩、叶片中间三分之一区域的等效应力、流量均呈线性关系，而叶片前三分之一、后三分之一的等效应力，分别和流量呈三次与二次关系。<br>
%U https://jvs.sjtu.edu.cn/CN/abstract/article_14531.shtml