广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2023（2）0引言通常情况下，混流式水轮机在保证效率范围内运行，设计每年1～10次启停循环，但由于间歇性可再生能源的普及和能源市场的放松管制，有些机组每年启停500多次。启停成本与启停次数成正比，并且随着水轮机运行时间的延长而增加。每次启动都会造成相当于工作数小时的磨损。据学者分析，一个单独的启停周期约将水轮机的正常寿命缩短15h。为此，许多专家学者通过粒子图像测速技术（PIV）对水轮机各种状态下的非定常流动进行了研究，主要对稳态运行时通过固定叶片、活动叶片和转轮叶片形成的非定常尾流进行研究分析[1，2]，非设计工况下，得到水轮机中的流动状态，以调查效率下降和压力波动的原因[3，4]。虽然实验测量可以提供不同瞬态过程中水轮机流场的一些信息，但是构建一个精确的实验装置是非常昂贵的。此外，在这种运行过程中，复杂的流动不稳定性的许多细节不容易被测量或可视化。因此，建立可靠的数值框架来准确研究和深入理解整个水轮机瞬态运行过程中的非稳态湍流流场是必不可少的，进行这样的研究对于了解和及时减轻水轮机停机过程所导致的破坏性后果至关重要。2模型与网格划分2.1湍流模型湍流模型用于预测流体流动中的湍流效应，基于雷诺平均纳维尔斯托克（RANS）方程，许多模型可用于近似湍流进行求解，其中最突出的湍流模型就是k-ε（k-epsilon）模型，k-ε模型被认为是工业标准模型，且已经在大多数通用的CFD代码中实施，具有较好的精度以及收敛性，能更好地反映实际流场特征，预测内部旋涡强度上更加精准，并有一个成熟的预测能力体系。因此本文选用RNGk-ε湍流模型，其控制方程[5，6]如下：湍流脉动动能方程：∂()ρk∂t+∇·()ρUk=∇·■■||■■||()μ+μ1σk∇k+Pk-ρε（1）湍流耗散方程：∂()ρε∂t+∇·()ρUk=∇·混流式水轮机停机时瞬态尾水管流场与压力脉动的数值分析苏立,毛成,沈春和,文贤馗（贵州电网有限责任公司电力科学研究院，贵阳550002）[摘要]为了研究汽轮机停机引起的压力波动和流场不稳定性，本文基于k-ε湍流模型开展了额定工况下混流式水轮机停机过程中瞬态尾水管流场的数值研究，分析研究了水轮机流域内部的压力波动和非定常流动不稳定性的原因。研究表明：水轮机停机过程中的压力波动分为3个阶段，第一阶段仍存有较高瞬时压力波动，整体压力均值持续减小；第二阶段压力振幅在稳步下降、整体压力回升；第三阶段压力稳定并且不再波动，尾...
