nsu_aagavrilov_201612_mega.pdf

Работа выполнена по гранту Правительства России № 11.G34.31.0046 для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских вузах (ведущий ученый – К. Ханъялич, НГУ).

• Андрей Анатольевич Гаврилов, к.ф.-м.н., ведущий инженер ЛМЭП НИЧ НГУ
• Андрей Васильевич Сентябов, к.ф.-м.н., инженер ЛМЭП НИЧ НГУ

'Численные исследования рабочей группы в рамках данного проекта были посвящены моделированию динамики вихревого жгута в конусе отсасывающей трубы гидротурбины и исследование структуры потока в поворотной части отсасывающей трубы.

При работе радиально-осевых и поворотно-лопастных гидротурбин в неоптимальных режимах возникают низкочастотные гидродинамические пульсации. Как правило, они связаны с нестационарным закрученным потоком в отводящем диффузоре гидроагрегата, называемом отсасывающей трубой. Отсасывающая труба представляет собой расширяющийся канал, соединяющий турбину с нижним бьефом. Поток, покидающий рабочее колесо турбины, обладает некоторой степенью закрутки, которая растёт с отдалением режима от точки оптимума. Закрученный поток в расширяющемся канале подвержен развитию неустойчивости – прецессирующего вихревого ядра. Индуцируемые им низкочастотные пульсации передаются по всему проточному тракту. Величина пульсаций давления может достигать десятка процентов напора электростанции. Для высоконапорных ГЭС это означает огромные динамические нагрузки на конструкции гидроагрегата, создающие опасность их повреждения. Наблюдаемые вибрации связаны с прецессирующим вихревым ядром.

Исследования проводились для моделей трех гидротурбин: турбина поворотно-лопастного типа проект Turbine-99, высоконапорная турбина радиально-осевого типа и радиально-осевая турбина проекта Francis-99.'

• Платонов Д. В., Минаков А. В., Дектерев А. А., Сентябов А. В. Численное моделирование пространственных течений с закруткой потока. Компьютерные исследования и моделирование. 2013, Т. 5 № 4 С. 635–648.
• Д.В. Платонов, А.В. Минаков, А.А. Дектерев, А.В. Сентябов, И.М. Пылев. Математическое моделирование нестационарных явлений в гидротурбине Саяно-Шушенской ГЭС. Труды Академэнерго, №1, 2013, 73-84.
• А.В. Сентябов, А.А. Гаврилов, А.А. Дектерёв, А.В. Минаков Анализ RANS моделей турбулентности на примере расчёта стационарного течения в отсасывающей трубе гидротурбины Turbine-99. Вычислительная механика сплошных сред. – 2013. – Т.6, № 1. – c. 86-93.
• Г.А. Семёнов, А.Ю. Смирнова, А.А. Дектерёв, А.В. Минаков, А.В. Сентябов. Численное исследование конструктивных способов подавления низкочастотных пульсаций давления в отсасывающей трубе гидротурбины. Труды Академэнерго, 2013, №3, с. 26-40.
• Minakov A.V., Sentyabov A.V., Platonov D.V., Dekterev A.A., Gavrilov A.A. Numerical modeling of flow in the Francis-99 turbine with Reynolds stress model and detached eddy simulation method // Journal of Physics: Conference Series. – 2015. – Vol. 579. doi:10.1088/1742-6596/579/1/012004
• Minakov A.V., Platonov D.V., Dekterev A.A., Sentyabov A.V., Pylev I.M., Zakharov A.V., Use of Methods of Mathematical Modeling to Analyze Low-Frequency Pressure Pulsations in the Continuous Run of High-Head HPP // Power Technology and Engineering, 2015 July, Volume 49, Issue 2, pp. 90 – 97. DOI: 10.1007/s10749-015-0580-8.