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J-GLOBAL ID：201702264141668294   整理番号：17A1619225

S形領域で稼動するモデルポンプ-タービンの圧力脈動特性:CFDシミュレーション

Pressure Pulsation Characteristics of a Model Pump-turbine Operating in the S-shaped Region: CFD Simulations

著者 (4件)： Xia Linsheng (State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science) ,  Cheng Yongguang (State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science) ,  Cai Fang (State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science) ,  Cai Fang (Changjiang Institute of Survey, Planning, Design and research)
資料名： International Journal of Fluid Machinery and Systems (Web)  (International Journal of Fluid Machinery and Systems (Web))
巻： 10  号： 3  ページ： 287-295(J-STAGE)  発行年： 2017年 
JST資料番号： U0113A  ISSN： 1882-9554  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 高速ポンプ-タービンにおける最も有害な圧力脈動はガイドベーンとランナーブレードの間のロータ-ステータ相互作用(RSI)によって引き起こされる。ポンプ-タービンが特性曲線のS形領域で稼動するときに,劣化した流れ構造は著しくRSIを強化し,機械破壊の危険を増す大きな圧力脈動と強い振動を発生する。CFDシミュレーションを行い,モデルポンプ-タービンのS形領域における圧力脈動に及ぼす流れ進展の影響を解析した。結果は,流量が最善効率点(BEP)より減少するときにランナー入口で逆流渦構造(RFVS)が規則正しく発達し,遷移パターンを示すことを明らかにした。RFVSは初めにハブ側で発生して,ついで無負荷点に近いスパン中央に移行し,最強の圧力脈動を引き起こした。ハブ側で局所分布したRFVSは局所RSIを強化し,スパン方向に沿った残りの部分よりも強い圧力変動を相当部分に形成した。スパン中央におけるRFVSの条件下で,より少ない流量はスパン方向により小さな差の圧力脈動振幅を形成した。さらにランナー回転数の35.7%~62.5%で回転する回転失速は,無ベーン空間の外周に沿って圧力脈動の低周波数要素を不規則に分布させた。しかし,それは高い要素の分布には僅かしか影響を及ぼさなかった。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *脈動 ,  計算機シミュレーション ,  特性曲線 ,  流れ構造 ,  旋回失速 ,  *ポンプ ,  *タービン ,  相互作用
準シソーラス用語： CFDシミュレーション ,  *圧力脈動 ,  渦構造 ,  回転失速

著者キーワード (5件)： Rotor-stator interaction ,  Pressure pulsations ,  rotating stall ,  Pump-turbine ,  S-shaped characteristics

分類 (2件)： 水車  (QD02000N) ,  ポンプ,各種揚水装置  (QD05030P)

引用文献 (18件)：

• [1] Tanaka, H., 2011, "Vibration behavior and dynamic stress of runners of very high head reversible pump-turbines," International Journal of Fluid Machinery and Systems, 4(2), pp.289-306.
• [2] Staubli, T., Senn, F., and Sallaberger, M., 2008, "Instability of pump-turbines during start-up in turbine mode," Hydro2008, Ljubljana, Slovenia, Paper, (9.6).
• [3] Egusquiza, E., Valero, C., Huang, X., Jou, E., Guardo, A., and Rodriguez, C., 2012, "Failure investigation of a large pumpturbine runner," Engineering Failure Analysis, 23, pp.27-34.
• [4] Brekke, H., 2010, "A Review on Oscillatory Problems in Francis Turbine," New Trends in Technologies: Devices, Computer, Communication and Industrial Systems, Sciyo, pp.217-232.
• [5] Zuo, Z., Liu, S., Sun, Y., and Wu, Y., 2015, "Pressure fluctuations in the vaneless space of High-head pump-turbines-A review," Renewable and Sustainable Energy Reviews, 41, pp.965-974.

タイトルに関連する用語 (5件)： 稼動 ,  モデル ,  タービン ,  圧力脈動 ,  CFDシミュレーション