基于R-S分解的混流式水轮机偏负荷尾水管涡带湍动能特性分析

黎志兴; 庄建忠; 陈钰林; 廖恒; 董延春; 冯建军

doi:10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20250619

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基于R-S分解的混流式水轮机偏负荷尾水管涡带湍动能特性分析

更新时间：2026-02-25

- 基于R-S分解的混流式水轮机偏负荷尾水管涡带湍动能特性分析
- Issue 2, Pages: 190-195(2026)
- 作者机构：
  
  1. 天生桥一级水电开发有限责任公司水力发电厂
  2. 哈尔滨大电机研究所有限公司
  3. 西安理工大学水利水电学院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20250619
  CLC： TV734.1;TK733.1
- Published：2026
- 稿件说明：
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黎志兴, 庄建忠, 陈钰林, et al. 基于R-S分解的混流式水轮机偏负荷尾水管涡带湍动能特性分析[J]. 2026, (2): 190-195.
DOI：

黎志兴, 庄建忠, 陈钰林, et al. 基于R-S分解的混流式水轮机偏负荷尾水管涡带湍动能特性分析[J]. 2026, (2): 190-195. DOI： 10.20040/j.cnki.1000-7709.2026.20250619.

摘要

针对部分负荷工况下混流式水轮机尾水管涡带失稳问题

基于Liutex刚性涡量分解(R-S分解)与湍动能输运方程

揭示了尾水管涡带剪切涡量驱动湍动能的物理机制。结果表明

随着负荷的降低

尾水管内刚性涡量分布由尖峰向宽峰转变

涡核位置偏移明显;剪切涡量通过速度梯度驱动湍动能生成

在尾水管内形成圆桶状剪切层

负荷降低时圆桶状剪切涡区域桶直径增大

剪切涡量分布的双峰间距增大

导致湍动能生成区扩展并加剧流动不稳定性。研究结果揭示了尾水管涡带涡结构与湍动能产生的耦合过程

发现螺旋涡带引发的湍动能与剪切涡量分布形态密切相关

为水轮机宽负荷运行优化及涡带的主动控制提供了理论支撑。

Abstract

关键词

Keywords

references

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