Введение
ГЛАВА 1 Постановка задачи оптимизационного проектирования поворотно-лопастной гидротурбины 12
1.1 Традиционные способы проектирования лопастной системы рабочего колеса 12
1.2 Необходимость внедрения задачи оптимизационного проектирования 14
1.3 Зарождение оптимизационного проектирования . 16
1.4 Подходы к оптимизационному проектированию 17
1.5 Особенности проектирования лопастей ПЛ турбин 25
ГЛАВА 2 Выбор и верификация методики определения характеристик пл гидротурбины 28
2.1 Основные методики расчета энергетических характеристик гидротурбин 28
2.1.1 Расчетно-экспериментальная методика 30
2.1.2 Расчетно-теоретическая методика 32
2.1.3 Комбинированная методика
2.2 Влияние используемого метода гидродинамического расчета на выбор целевых функций 34
2.3 Математическая модель движения несжимаемой вязкой жидкости в проточной части гидротурбины 35
2.4 Адаптация комбинированной методики к особенностям гидродинамического расчета ПЛ гидротурбин
2.5 Исследование влияния густоты сетки на точность расчетных исследований 46
2.6 Прогнозирование кавитационных характеристик гидротурбины 48
ГЛАВА 3. Методика оптимизационного проектирования с использованием программного комплекса «cadrun-opt» 55
3.1 Описание программного комплекса «CADRUN-opt» 55
3.2 Оптимизационное проектирование лопасти рабочего колеса поворотно-лопастной гидротурбины 57
3.3 Параметризация лопасти рабочего колеса.
3.3.1 Вариация угловой координаты срединной поверхности лопасти 60
3.3.2 Вариация меридиональной проекции лопасти
3.4 Выбор режимов проектирования 64
3.5 Выбор метода оптимизации 67
3.6 Выбор целевых функций и ограничений
3.6.1 Выбор целевых функций для оценки энергетических характеристик рабочего колеса 73
3.6.2 Выбор целевой функции для оценки кавитационых качеств рабочего колеса .74
3.6.3 Ограничения 76
3.6.4 Модификация целевых функций для форсированного режима 77
3.6.5 Тестирование модифицированных целевых функций 81
3.6.6 Ограничения на минимальный уровень КПД 84
3.6.7 Формулирование прочностных ограничений 87
3.7 Методика оптимизационного проектирования поворотно-лопастных гидротурбин 89
ГЛАВА 4 Применение методики оптимизационного проектирования 94
4.1 Верификация методики оптимизационного проектирования РК ПЛ
гидротурбины 94
4.1.1 Модельные испытания существующего (старого) и спроектированного (нового) рабочего колеса 95
4.1.2 Расчетные исследования существующего (старого) и спроектированного (нового) рабочего колеса 98 4.1.3 Оптимизационное проектирование рабочего колеса на условия ГЭС
Джердап I 102
4.2 Оптимизационное проектирование рабочего колеса ПЛ30 109
4.3 Оптимизационное проектирование рабочего колеса на условия ГЭС Кегумс 2 118
Заключение 128
Список литературы 132
