一种水轮发电机多物理场融合计算方法与流程

本发明涉及水力发电设备领域，特别涉及一种水轮发电机多物理场融合计算方法。

背景技术：

1、随着能源结构的调整和环境保护的日益重要，水力发电作为一种清洁、可再生的能源，得到了广泛的关注和应用。水轮发电机是水力发电系统的核心设备，其性能直接影响到整个水力发电系统的运行效率和稳定性。因此，对水轮发电机的性能进行准确、高效的计算分析具有重要意义。

2、现有的水轮发电机计算方法主要基于单一的物理场模型，如流体力学模型或电磁场模型。然而，由于水轮发电机的工作环境复杂，涉及到流体、电磁、结构等多个物理场的相互作用，单一的物理场模型往往难以准确地描述水轮发电机的工作状态。因此，需要一种能够综合考虑多个物理场影响的计算方法，以提高水轮发电机性能计算的准确性和效率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种水轮发电机多物理场融合计算方法，能够更准确地模拟水轮发电机的工作状态。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水轮发电机多物理场融合计算方法，包括如下步骤：

3、步骤一、实体建模，建立水轮发电机的多物理场耦合模型，包括流体力学模型、温度场模型、电磁场模型和结构力学模型；

4、步骤二、网格剖分，根据求解问题的部位，采取差异化剖分法；

5、步骤三、设置边界条件；

6、步骤四、电磁场计算，输出计算结果；

7、步骤五、温度场和流场耦合计算，将电磁场仿真计算结果输入到温度场计算边界条件中，进行温度场和流场耦合计算；

8、步骤六、应力场计算，将电磁场仿真计算结果输入到应力场计算边界条件中，进行应力场计算。

9、优选的方案中，所述多物理场耦合模型采用多种模型，包括二维或三维模型或场路模型。

10、优选的方案中，所述步骤三中，所述边界条件包括发电机基本参数、运行工况、材料性能以及应力载荷。

11、优选的方案中，所述步骤四～步骤五中，进行电磁场计算或温度场和流场耦合计算或应力场计算计算后，根据输出结果，开展真机或模型验证试验，如不满足验证结果，就修正边界条件，直到与试验结果相符。

12、本发明提供的一种水轮发电机多物理场融合计算方法，具有以下有益效果：

13、1、实现了对水轮发电机多物理场的综合考虑，提高了水轮发电机性能计算的准确性和效率。

14、2、本发明采用多物理场耦合模型，能够更准确地描述水轮发电机的工作状态。

15、3、本发明的方法简单、易于实现，适用于各种类型的水轮发电机。

技术特征：

1.一种水轮发电机多物理场融合计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机多物理场融合计算方法，其特征在于，所述步骤一中，所述多物理场耦合模型采用多种模型，包括二维或三维模型或场路模型。

3.根据权利要求1所述的一种水轮发电机多物理场融合计算方法，其特征在于，所述步骤一中，在有限软件中建立有限元区域模型，用于后续电磁场计算。

4.根据权利要求1所述的一种水轮发电机多物理场融合计算方法，其特征在于，所述步骤三中，所述边界条件包括发电机基本参数、运行工况、材料性能以及应力载荷。

5.根据权利要求1所述的一种水轮发电机多物理场融合计算方法，其特征在于，所述步骤四～五中，进行电磁场计算或温度场和流场耦合计算或应力场计算计算后，根据输出结果，开展真机或模型验证试验，如不满足验证结果，就修正边界条件，直到与试验结果相符。

技术总结本发明提供一种水轮发电机多物理场融合计算方法，包括如下步骤：步骤一、实体建模，建立水轮发电机的多物理场耦合模型，包括流体力学模型、温度场模型、电磁场模型和结构力学模型；步骤二、网格剖分，根据求解问题的部位，采取差异化剖分法；步骤三、设置边界条件；步骤四、电磁场计算，输出计算结果；步骤五、温度场和流场耦合计算，将电磁场仿真计算结果输入到温度场计算边界条件中，进行温度场和流场耦合计算；步骤六、应力场计算，将电磁场仿真计算结果输入到应力场计算边界条件中，进行应力场计算。该方法能够提高了水轮发电机性能计算的准确性和效率，能够更准确地描述水轮发电机的工作状态。技术研发人员：徐铬,张春辉,柳呈祥,郭钰静,李香华,刘代军,任波,熊舟,毛业栋受保护的技术使用者：中国长江电力股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29