(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 202111313437.7 (22)申请日 2021.11.08 (71)申请人 昆明理工大 学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253号 (72)发明人 郭涛　徐李辉　 (74)专利代理 机构 昆明明润知识产权代理事务 所(普通合伙) 53215 代理人 张云 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于Liutex的尾水 管涡带识别方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于Liutex的尾水管涡带 识别方法， 属于水轮机技术领域。 根据实际水轮 机照片建立模型， 根据建立好的模型， 用结构网 格划分网格； 根据水轮机基本信息， 选取一个小 开度最优工况， 确定边界条件； 根据该工况点的 信息调用流体动力学模块获得水轮机转轮内的 流场分布信息； 根据所获得的流场分布信息， 采 用商业软件Tecplot在t＝1/5T0、 t＝2/5T0、 t＝ 3/5T0、 t＝4/5T0、 t＝T0时刻， 将步骤3 得到的水轮 机全流道的流场分布选 取其中的Liutex图像， 调 整阈值得到最为清晰的尾水管涡带。 本发明提出 基于Liutex的尾 水管涡带识别方法 弥补了传统Q 准则阈值范围太大选择不 准确的问题。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 114139468 A 2022.03.04 CN 114139468 A 1.一种基于L iutex的尾水 管涡带识别方法， 其特 征在于具体步骤 包括： 步骤1、 根据实际水轮机照片建立模型， 根据建立好的模型， 用结构网格划分网格， 网格 划分过程中将水轮机尾水 管柱形中间 网格加密； 步骤2、 根据水轮机基本信息， 选取一个小开度最优工况， 确定边界条件； 步骤3、 根据各工况点的信息调用流体动力学模块获得 水轮机转轮内的流场分布信息； 步骤4、 根据所获得的流场分布信息， 采用Tecplot在t＝1/5T0、 t＝2/5T0、 t＝3/5T0、 t＝ 4/5T0、 t＝T0时刻， 将步骤 3得到的水轮机全流道的流场分布选取其中的Liutex图像， 调整阈 值得到最 为清晰的尾水 管涡带， 其中T0为水轮机转轮旋转 一周所耗费的时间。 2.根据权利要求1所述的基于Liutex的尾水管涡带识别方法， 其特征在于： 所述步骤2 中小开度最优工况为比最优工况 下流量小的工况。 3.根据权利要求1所述的基于Liutex的尾水管涡带识别方法， 其特征在于： 所述步骤3 各工况点的信息调用流体动力学模块采用Fluent进 行模拟， 控制方程在空间上采用有限体 积法进行离 散， 时间上采用二阶全隐式格式。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114139468 A 2一种基于Liute x的尾水管涡带 识别方法 技术领域 [0001]本发明涉及一种基于L iutex的尾水 管涡带识别方法， 属于水轮机技 术领域。 背景技术 [0002]尾水管的水力稳定性是评价机组性能和能量指标的重要标准， 因此研究尾水管在 部分负荷工况下的的流动性能与涡带的形成机理极为重要。 水轮机机组运行的不稳定是由 多种复杂水力因素造成的， 尾水管内部的涡带以及涡运动是造成水力损失和机组振动的主 要原因。 水轮机尾水管产生尾水涡流， 涡流与水流共同作用形成的涡带而引发产生的压力 脉动是水轮机面临的一个普遍性问题， 轻者会引起水轮机转轮叶片裂纹、 尾水管壁裂破坏 等， 重者则会引起厂房振动危及到整个水电站的安全运行。 所以在数值模拟中， 尾水管涡带 的识别Liutex弥补了传统的Q 准则阈值范围太大， 难以选择的问题。 发明内容 [0003]针对上述现有技术存在的问题及不足， 本发明提供一种基于Liut ex的尾水管涡 带 识别方法。 本发明通过以下技 术方案实现。 [0004]一种基于L iutex的尾水 管涡带识别方法， 其具体步骤 包括： [0005]步骤1、 根据实际水轮机照片建立模型， 根据建立好的模型， 用结构网格划分网格， 网格划分过程中将水轮机尾水 管柱形中间 网格加密； [0006]步骤2、 根据水轮机基本信息， 选取一个小开度最优工况， 确定边界条件； [0007]步骤3、 根据该工况点的信息调用流体动力学模块获得水轮机转轮内的流场分布 信息； [0008]步骤4、 根据所获得的流场分布信息， 采用商业软件Tecplot在t＝1/5T0、 t＝2/5T0、 t＝3/5T0、 t＝4/5T0、 t＝T0时刻， 将步骤3得到的水轮机全流道的流场分布选取其中的 Liutex图像， 调整阈值得到最为清晰的尾水管涡带， 其中T0为水轮机转轮旋转一周所耗费 的时间。 [0009]所述步骤2中小开度最优工况为比最优工况 下流量小的工况。 [0010]所述步骤3该工况点 的信息调用流体动力学模块采用Fluent进行模拟， 控制方程 在空间上采用有限体积法进行离散， 时间上采用二阶全隐式格式。 并利用雷诺时均模型中 的剪应力输运模型， 即(SST)k ‑ω湍流模型执行湍流计算， 采用水作为流动介质， 在流过水 轮机全流道时认为 流体是不可压缩 且保持恒温， 获得 该水轮机流场分布信息 。 [0011]本发明的有益效果是： [0012]针对水轮机的水力稳定性， 本发明提出基于Liutex的尾水管涡 带识别方法弥补了 传统Q准则阈值范围太大选择不准确的问题。 对实际工程中， 尾水管壁的保护， 整个机组的 稳定具有重大意 义。说　明　书 1/3 页 3 CN 114139468 A 3