(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111494569.4 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 地址 150046 黑龙江省哈尔滨市香坊区三 大动力路345号 (72)发明人 潘春雨　管继伟　刘长春　李宇峰　 赵洪羽　王健　徐鹏　魏红阳　 徐殿吉　邢冠一　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人 李靖 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构 分解CFD计算方法 (57)摘要 一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构 分解CFD计算方法， 它涉及一种CFD计算方法。 本 发明解决了现有的多级小焓降叶片通流能力存 在评估精度和评估周期不能兼顾的问题。 本发明 的步骤一： 对多级小焓降叶片中的某 一级叶片的 通流部分进行结构分解， 分解为四个部分； 步骤 二： 对步骤一中分解的四个部分划分六面体网 格； 步骤三： 在C FD软件中对步骤二中划分的六面 体网格进行网格边界设置； 步骤四： 在CFD软件中 采用混合平面法进行网格交界面设置； 步骤五： 在CFD软件中给定多级小焓降叶片通流能力评估 所需的边界条件和初始条件， 即可完成CFD数值 计算。 本发 明用于汽轮机中评估多级小焓降叶片 的通流能力。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114117647 A 2022.03.01 CN 114117647 A 1.一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构分解CFD计算方法， 其特征在于： 它包括以 下步骤： 步骤一： 对多级小焓降叶片中的某一级叶片的通流部分进行结构分解， 分解为四个部 分； 步骤二： 对步骤一中分解的四个部分划分六面体网格； 步骤三： 在CFD软件中对步骤二中划分的六面体网格进行网格边界设置； 步骤四： 在CFD软件中采用混合平面法进行网格交界面设置； 步骤五： 在CFD软件中给定多级小焓降叶片通流能力评估所需的边界条件和初始条件， 即可完成CFD数值计算。 2.根据权利要求1所述的一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构分解CFD计算方法， 其特征在于： 步骤一中的结构分解是将某一级叶片拆 分为静叶叶顶间隙(1)、 静叶叶身(2)、 动叶叶顶间隙(3)和动叶 叶身(4)这四个部分。 3.根据权利要求2所述的一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构分解CFD计算方法， 其特征在于： 步骤二中的划分六面体网格包括以下步骤： 步骤二一： 对静叶 叶身(2)和动叶 叶身(4)采用CFD软件进行 六面体网格划分； 步骤二二： 对静叶叶顶间隙(1)和动叶叶顶间隙(3)采用周期面网格扫掠方法完成六面 体网格划分。 4.根据权利要求3所述的一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构分解CFD计算方法， 其特征在于： 步骤二一中的静叶叶身(2)和动叶叶身(4)采用CFD软件自带网格划分工具完 成六面体网格划分。 5.根据权利要求3所述的一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构分解CFD计算方法， 其特征在于： 步骤二二中的静叶叶顶间隙(1)和动叶叶顶间隙(3)在CFD软件自带网格划分 工具中， 采用 周期面网格扫掠方法完成六面体网格划分。 6.根据权利要求1或5所述的一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构分解CFD计算方 法， 其特征在于： 步骤三中在设置网格边界时， 包括以下步骤： 步骤三一： 将静叶叶顶间隙(1)设置为静止域， 给定静叶叶顶间隙(1)与汽轮机转子接 触的下表面旋转速度； 步骤三二： 将动叶叶顶间隙(3)设置为旋转域， 动叶叶顶间隙(3)与气缸接触的上表面 设为静止面； 步骤三三： 设置周期、 壁 面网格边界。 7.根据权利要求6所述的一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构分解CFD计算方法， 其特征在于： 步骤四中， 在采用混合平面法进行网格交界面设置时， 其交界面分别为： 静叶叶顶间隙(1)与静叶 叶身(2)交界面； 动叶叶顶间隙(3)与动叶 叶身(4)交界面； 静叶叶顶间隙(1)与动叶 叶顶间隙(3)交界面。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114117647 A 2一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构分解CFD计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种CFD计算方法， 具体涉及一种评估多级小焓降叶片通流能力的结 构分解CFD计算方法。 背景技术 [0002]作为汽轮发电机组的核心指标， 通流能力是保证机组出力与机组效率的关键因 素， 对提升发电设备市场竞争力及电厂 整体收益 意义重大。 [0003]通流能力由通流面积决定， 在机组设计阶段确定。 设计通流面积偏大， 会导致相同 负荷下机组进汽压力降低， 从而降低系统的循环热效率， 机组经济性变差； 设计通流面积偏 小， 会导致相同负荷下机组进汽压力升高， 而主汽压力超过设计值会影响机组安全运行， 因 此需要降低机组负荷， 导 致机组无法达 到额定负荷。 [0004]无论是机组效率变差， 还是机组无法达到额定负荷， 都会对机组运行与考核造成 极大困扰， 因此在机组设计阶段， 一定要 给出准确的通流面积， 保证机组通流能力符合设计 要求。 [0005]以往多级小焓降叶片通 流能力评估有两种方式。 [0006]第一种为分类评估， 既叶身部分通流能力评估采用基于结构网格 的三维CFD计算 方法， 叶顶间隙部分通流能力评估基于一 维经验公式， 两者叠加得到整个叶片的通流能力。 由于一维经验公式的局限性， 多级小焓降叶片通流面积设计往往存在偏差， 影响机组经济 性。 [0007]第二种为全三维CFD计算， 将静 叶叶身2和叶顶间隙放在一起划分非六面体网格， 并进行CFD计算， 这种方法的弊端 是网格量极大， 对计算机配置要求高， 且计算时间较长， 影 响工程设计周期。 [0008]综上， 现有的多级小焓降叶片通流能力存在评估精度和评估周期不能兼顾的问 题。 发明内容 [0009]本发明的目的是为了解决现有的多级小焓降叶片通流能力存在评估精度和评估 周期不能兼顾的问题， 进而提供一种评估多级小焓降叶片通流能力的结构分解CFD计算方 法。 [0010]本发明的技 术方案是： [0011]一种评估多 级小焓降叶片通 流能力的结构分解CFD计算方法， 它包括以下步骤： [0012]步骤一： 对多级小焓降叶片中的某一级叶片的通流部分进行结构分解， 分解为四 个部分； [0013]步骤二： 对步骤一中分解的四个部分划分六面体网格； [0014]步骤三： 在CFD软件中对步骤二中划分的六面体网格进行网格边界设置； [0015]步骤四： 在CFD软件中采用混合平面法进行网格交界面设置；说　明　书 1/4 页 3 CN 114117647 A 3