Pump-turbine,, ">Interstitial flow,, ">Load-shedding process,, ">Eddy,, ">Hydraulic excitation" >Pump-turbine,, ">Interstitial flow,, ">Load-shedding process,, ">Eddy,, ">Hydraulic excitation" >

Gap Vortex Evolution and Vibration Excitation Characteristics of a Pump-turbine under Dump-load Conditions

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 29

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-19-7_015

تاریخ نمایه سازی: 1 تیر 1405

چکیده مقاله:

This study examines the evolution mechanism of gap-vortex structures and the corresponding vibration excitation under load-rejection conditions in a pump-turbine. Through numerical simulations, we systematically investigate the flow characteristics, vortex dynamics, and pressure pulsations within the clearance region of a pumped-storage unit. The results show that the gap flow transitions from an initially quasi-steady state to a multi-scale unsteady pattern, displaying coupled effects of shear enhancement, flow redistribution, and vortex-induced instability. In the upper crown region, the vortex core develops from localized small-scale disturbances into band-like structures during the early stage, eventually forming concentrated fluctuations in the later phase. In contrast, the lower ring region exhibits more pronounced three-dimensional evolution accompanied by a delayed dynamic response. Spectral analysis of pressure pulsations indicates a gradual broadening from low-frequency dominance to a wideband distribution. The principal frequency component corresponds to the rotor’s low-order modal frequency (۱.۷۸ fn), implying a potential structural-resonance risk. The emergence of multi-frequency and non-integer harmonic components further reveals complex nonlinear excitation mechanisms and multi-region coupling effects, which may generate intermittent shock-type fluctuations in the local flow field and act as a key source of hydraulic excitation. These findings provide important insights into flow instability and vibration response under load-rejection conditions and offer valuable references for structural optimization and vibration-control strategies in pump-turbine systems.

نویسندگان

S. Zhang

Tianfa Heavy Hydropower Equipment Manufacturing Co., LTD, Tianjin, ۳۰۰۴۰۵, China

Q. Li

Lanzhou Key Laboratory of Fluid Machinery, Lanzhou, Gansu, ۷۳۰۰۰۰, China

X. Chen

School of Energy and Power Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu Province, ۷۳۰۰۵۰, China

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Ahn, S. H., & Xiao, Y. (۲۰۱۷). Numerical prediction on ...
  • Hsu, Y., & Brennen, C. E. (۲۰۰۲). Effect of Swirl ...
  • Lemay, S., Aeschlimann, V., & Fraser, R. (۲۰۱۵). Velocity field ...
  • Li, C., Ke, T., & Zhang, J. (۲۰۱۳). Experimental and ...
  • Li, W., Li, Z., & Han, W. (۲۰۲۵a). Study of ...
  • Li, W., Li, Z., & Han, W. (۲۰۲۵b). Morphologic transformation ...
  • Murayama, M., Yoshida, Y., & Tsujimoto, Y. (۲۰۰۶). Unsteady Tip ...
  • Qian, Z., Li, W., & Huai, W. (۲۰۱۲). The effect ...
  • Wang, Q., & Zhou, D. (۲۰۰۰). Development and Application of ...
  • Wang, Y., & Devenport, W. J. (۲۰۰۴). Wake of a ...
  • Wu, H., Feng, J. J., & Wu, G. K. (۲۰۱۲). ...
  • Wu, Z., Liang, W., & Dong W. (۲۰۲۰). Influence of ...
  • Xu, L. (۲۰۰۲). Flow field analysis and leakage calculation of ...
  • Xu, L., Yan, X., & Zhang, Y. (۲۰۲۵a). A rortex-enhanced ...
  • You, D., Wang, M., & Moin, P. (۲۰۰۶). Effects of ...
  • Zang, F., Zhou, X., & Sun, H. (۲۰۱۷). Stability analysis ...
  • Zhao, M. (۲۰۱۹). Study on the flow characteristics inside the ...
  • Zhou, D., & Chen, Y. (۲۰۱۵). Numerical simulation of interstitial ...
  • نمایش کامل مراجع