1 前言

    随着水轮机组朝着大尺寸、大容量的方向发展，其自身的固有频率也随之降低，与干扰激振力的频率非常接近。一方面，水轮机在运行过程中，由于卡门涡列、周期性脱流、尾水涡带振动、转轮进口的压力波动等因素产生的周期性干扰激振力，使转轮叶片产生振动，尤其当激振力的频率与转轮的固有频率相同或相近而发生共振。另一方面，转轮的剧烈振动不仅能导致机组结构破坏，减少寿命，而且大大降低机组运行效率和出力，同时还会引起水工建筑物的振动。因此必须进行机组固有频率的计算和实验，并在设计制造阶段进行结构部件特性的评价[1]。近年来，一些研究人员一直在完善混流式水轮机转轮在水力激励作用下的静动应力的计算方法，文献[2]采用在叶片上人工加水压力负荷的方法计算了水压力对于转轮动力特性的影响，文献[2，3]中利用顺序耦合的方法计算了混流式水轮机转轮在各工况下的静应力，但其研究中只对转轮内的流场进行了三维计算，没有考虑到尾水管、导叶和蜗壳对于转轮内部流动的影响，使得流场计算得到叶片表面的压力载荷不一定很准确，文献[4]对混流式水轮机全流道进行了CFD 计算，得到了转轮叶片表面上的水压力载荷分布，再利用顺序流固耦合的方法对转轮进行了耦合计算。本研究则应用ADINA 软件来实现紧耦合计算方式，得出其频率和模态变化，应力应变状态。

``````