Институт вычислительных технологий СО РАН Кафедра математического моделирования НГУ Кафедра вычислительных технологий НГТУ
Объединенный семинар
Информационно-вычислительные технологии
(численные методы механики сплошной среды)
основан в 1964 году академиком Н.Н. Яненко
Руководители: академик Ю.И. Шокин, профессор В.М. Ковеня

вторник
11 Декабрь 2018
16:00
конференц-зал ИВТ СО РАН (к. 513)
проспект Академика Лаврентьева, 6
к.ф.-м.н. Чирков Денис Владимирович
ИВТ СО РАН (Новосибирск)
Развитие моделей, численных методов и комплексов программ решения задач гидродинамического расчета и оптимизации турбомашин
(по материалам докторской диссертации)

В работе развиты модели, численные алгоритмы и комплекс программ для решения следующих задач проектирования турбомашин:

 

Для решения этих задач выполнено следующее.

  1. Предложена новая постановка и численная реализация граничных условий в задаче протекания, позволяющая проводить расчеты с постоянным напором. Усовершенствован численный метод искусственной сжимаемости для решения уравнений трехмерного турбулентного движения смеси «жидкость-пар», позволивший в 1.5 раза ускорить расчеты. Разработана масштабируемая технология MPI-распараллеливания расчетов на блочно-структурированных сетках.
  2. Численные модели реализованы в виде комплекса программ для прогнозирования КПД гидротурбин в широком диапазоне режимов работы. Выполнена верификация и валидация численной модели на ряде турбин различной быстроходности, определена область ее применимости.
  3. Разработаны и новые постановки задач, целевые функционалы и ограничения для задачи оптимизации формы проточного тракта гидротурбины, позволяющие одновременно максимизировать КПД турбины и прочность рабочего колеса, минимизировать кавитацию и металлоемкость конструкции. Оптимизационный комплекс протестирован на решении ряда практически важных задач проектирования формы проточного тракта радиально-осевых и поворотно-лопастных гидротурбин.
  4. Разработана методика определения зоны устойчивой работы турбины, основанная на 1D-3D модели нестационарного кавитационного течения в проточном тракте ГЭС. Исследован механизм возникновения гидродинамической неустойчивости течения в системе «напорный водовод-гидротурбина» на режимах повышенной нагрузки. Исследовано влияние численных и режимных параметров, а также формы рабочего колеса на частоту и амплитуду установившихся автоколебаний.

Секретарь семинара: к.ф.-м.н. О.И. Гусев