流体機械設計による近未来に役立つエンジニアリング

流体機械設計をベースとして近未来に役立つエンジニアリングを行う株式会社ターボブレードの社長 林 正基の毎日の活動

オープンクロスフロー水車羽根への水のふりかかり状態の自由表面流れ解析

2018年01月10日 | 再生可能エネルギー発電タービン

設計したオープンクロスフロー水車の羽根への用水路落差工にて水がふりかかる状態を自由表面流れ解析にて行った結果図です。

次図のように、落差工を落ちる水の流れは左右が少し盛り上がりますが、これは下流側の用水路幅が上流側と同じ幅であるために起きる現象です。

この落ちる水の流れを均等な流れとするためには下流側の横幅が少し広くなっていれば左右に水が逃げて均一な流下水となりますので、次の解析モデルで落差工形状を変更してみます。

用水路落差工で落ちる流れがこのオープンクロスフローランナにふりかかる状態を見ると、今回設定したランナモデル位置関係ではランナをオーバーフローしている水量が多くなっています。

これはランナに水を導く導水板形状がまだ適切ではないことが原因のため次解析モデルで導水板形状を変更します。

次は今回の自由表面流れ解析での解析メッシュの状態を示しますが、ランナ部は細かいメッシュとなっていて、流水は割りと粗いメッシュとなっているので、水自由表面の落下下部では流れが切れている部分が見受けられます。

<今日の流れ>

今日はオープンクロスフロー水車の流体設計を上記の自由表面流れでの流れ解析結果を考慮して変更していく作業を行います。