Page 18 - 水利学报2025年第56卷第4期
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图 ２ 网格划分
数为 １１８０万进行全流道的数值计算，其中转轮网格数为 ３６０万。在计算中，为节约计算资源，以一个
颗粒包代表多个单颗粒参与计算。而颗粒包的数目不足时会影响计算结果的准确性，因此需要对颗粒
包数目进行无关性验证，如图 ３（ｂ）所示，其中叶片相对磨损率表示优化设计叶片的平均磨损率与原
型叶片的平均磨损率之比。综合考虑计算准确性和效率，选择 ５５０００个颗粒包进行计算。
图 ３ 网格无关性及颗粒包数目无关性
３ 结果及讨论
３．１ 数值验证 图 ４表示叶片磨损的计算结果与现场图片的对比。通过数值计算可知，叶片的高磨损
区位于靠近下环处，沿流向呈长条状分布，其磨损位置、强度及形态均与现场叶片磨损位置基本一
致，说明通过数值计算预测叶轮磨损可行。
图 ４ 计算结果验证
为过叶片下环型线前缘的轴面与过叶片上
３．２ 进口偏转角的影响规律及影响机理 叶片进口偏转角 θ ０
＞０
冠型线前缘的轴面之间的夹角（图 ５），其中 θ ０ ＝ ０为原型，θ ０ ＜０表示偏转方向与旋转方向相同，θ ０
表示偏转方向与旋转方向相反；ｂ为转轮进口任一位置到下环的轴向距离，θ 为其对应的角度，ｂ为最
０
和 ｂ作无量纲化：
大值。对 θ ０
θ ０
＝
θ ０
θ ｓ
（１１）
ｂ
ｂ ＝
ｂ
０
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