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CFD技術在水輪機領域廣泛應用使其地位變得越來越重要。其中主要原因是：在模型轉輪制造之前就可以采用CFD對水力設計進行優化，這樣可以大大減少模型試驗的時間和費用。其次，采用CFD可以對最終設計的轉輪葉片型線進行優化，這在傳統的模型試驗方法中是幾乎不可能的。

通過對下環、上冠兩部分鑄件的鑄造工藝分析優化，可以獲得質量優良的鑄件，為后續焊接成整個轉輪提供了強有力的方案支撐，對其他水輪機轉輪用鑄鋼件提供技術支持。關鍵詞：缺陷預測；工藝優化；鑄鋼件；目前水力發電主要采用水電裝機將水力轉換為電力，這些水電裝機核心部件是水輪機。隨著水輪機容量增大，轉輪直徑變大，水輪機的制造也越來越困難。

圖1 參數化設計流程 表1 參數化設計計算表 為降低微型余能回收水輪機的生產難度和成本，對過流部件適當地進行了優化，余能回收水輪機全流道仿真模型僅包括蝸殼、活動導葉、轉輪和尾水管，如圖2所示。

PART01 水輪機軸鍛造工藝的挑戰與機遇水輪機軸作為水力發電設備的核心部件，不僅是能量轉化的物理載體，更是水電系統安全與經濟性的基石。其設計、制造與維護水平直接決定著機組的發電效率、使用壽命及抗風險能力。在鍛造工藝方面，水輪機軸面臨諸多技術挑戰，尤其是大型鍛件（直徑可達1.5米，長度超過10米）易出現成分偏析和晶粒粗大等問題。

PART01水輪機軸鍛造工藝的挑戰與機遇水輪機軸作為水力發電設備的核心部件，不僅是能量轉化的物理載體，更是水電系統安全與經濟性的基石。其設計、制造與維護水平直接決定著機組的發電效率、使用壽命及抗風險能力。在鍛造工藝方面，水輪機軸面臨諸多技術挑戰，尤其是大型鍛件（直徑可達1.5米，長度超過10米）易出現成分偏析和晶粒粗大等問題。

葉輪設計基本有兩種方式:(1)根據設計目標全新設計;(2)對現有葉輪進行設計優化。 全新設計葉輪需要根據設計目標,首先從一維設計軟件中預測基本的幾何參數,再通過三維設計軟件對性能進行優化。全新設計葉輪需要很長的時間周期,而且設計難度較大。在工程開發上多采用第二種方式,即對現有葉輪重新設計并進行優化。

Omnis 中的快速工作流程通過混流式水輪機的穩態和非穩態仿真得到證明，允許用戶設計水輪機，減少由于渦繩引起的設計不穩定性。 要充分了解所有最新的 Cadence CFD 新聞，請訂閱我們的時事通訊。 文章來源：cadence博客

水泵水輪機總體結構設計關系到電站與機組的總體布局，機組長期運行穩定性，未來機組運行維護的經濟性和方便性，是機組前期設計中的重要一環。水泵水輪機的總體布置主要關注點包括水泵水輪機機組拆裝方式、底環與尾水錐管埋設方式、活動導葉操作形式等內容。.

導流和支撐葉片：導流和支撐葉片的主要功能是將流體的勢能轉換為動能，并將流體以設計角度引導到工作葉片。工作葉片（葉輪）：工作葉片是水輪機的心臟。它們是水輪機工作的中心，水流沖擊產生的切向力使葉輪旋轉，從而產生扭矩。必須密切注意葉輪入口和出口的葉片角度設計，這些參數對葉輪做功能力有關鍵影響。尾水管：尾水管是將轉輪出口連接到尾座圈的導管，尾水從渦輪排出。

01 研究背景由于水電站對電力需求的快速響應，水輪機通常用于調節電網。在設計階段，水輪機通常被設計為在最佳效率點或設計工況（BEP）下運行，但在實際工況中，由于電網進行調峰，通常需要水輪機工作在從部分負載（PL）到高負載（HL）的擴展域中。這些非設計運行工況可能會導致非預期的危險現象，例如影響渦輪效率和預期壽命的渦流擊穿 (VB)。

最終，從效率和導水機構、葉片、尾水管等水輪機關鍵部件等CFD計算結果來看，效率符合水輪機外特性曲線，在小開度下易脫流并產生卡門渦街。

在設計階段，水輪機通常被設計為在最佳效率點或設計工況（BEP）下運行，但在實際工況中，由于電網進行調峰，通常需要水輪機工作在從部分負載（PL）到高負載（HL）的擴展域中。 這些非設計運行工況可能會導致非預期的危險現象，例如影響渦輪效率和預期壽命的渦流擊穿 (VB)。

本次網絡研討會將介紹：CFD 阻力預示準確性的提高Eclipse 公務機的空氣動力學設計借助 CFD 改進里程和空氣動力效率空氣動力學設計探索和優化與我們的專家一起探討空氣動力學設計難題和方法Kestrel Aircraft 公司空氣動力學和性能高級工程師杰森·博登 (Jason Borden)Siemens Digital Industries

在考慮風力機、網衣和水輪機載荷的情況下，結合本文中海上牧場的結構特點和有關文獻研究，設計了六點式系泊方案，設計了純錨鏈系泊方案和組合式系泊方案2種系泊形式并進行了性能對比分析。

最終，從效率和導水機構、葉片、尾水管等水輪機關鍵部件等CFD計算結果來看，效率符合水輪機外特性曲線，在小開度下易脫流并產生卡門渦街。

本期直播以Cadence Fidelity為工具，圍繞“全自動化結構網格劃分”，“計算魯棒性”，“氣蝕”以及“性能優化”等為主題展開討論水泵水輪機CFD模擬解決方案和應用。

在考慮風力機、網衣和水輪機載荷的情況下，結合本文中海上牧場的結構特點和有關文獻研究，設計了六點式系泊方案，設計了純錨鏈系泊方案和組合式系泊方案2種系泊形式并進行了性能對比分析。

水輪機中強大的振動和壓力脈動可能給機械的性能、壽命和安全造成嚴重的不利影響。它會導致噪聲、裂紋乃至機械故障。全球領先的水電設備、技術和服務供應商之一，Voith Hydro 公司觀察到，強烈振動可能導致混流式水輪機導流葉片出現疲勞裂紋。在立軸混流式水輪機中，水從水平方向流入螺旋形管道（蝸殼），其環繞在旋轉轉輪周圍。靜態的導流葉片用于調節并將水流導向轉輪的外沿。

一、案例背景水輪機是水電站發電用的設備，活動導葉是水輪機的一個部件，可以預先調節水的流量和角度。因此活動導葉會承受較大水壓，發生微小變形，設計時需要對其進行靜強度分析。 本案例需要的輸入文件和參數信息如下表：圖1 幾何模型二、導入幾何a. 啟動AIFEM 2024R1；b.