混流式水轮机1D-3D水力过渡过程协同耦合仿真水电站水轮机的水力过渡过程往往伴随着蜗壳水压的骤升和转轮转速的上 升，在甩负荷工况下发生事故可能性比较大，稍有不慎就会发生机毁人亡的后果， 严重影响水电站水轮机的运行，因此研究仿真分析水力过渡过程已经成为了现如 今研究的重点和热点本文以水轮机水力过渡过程为研究对象，采用一维Matlab 数值模拟与三维CFD流场仿真相结合的方法仿真整个水力过渡过程，主要内容包 括以下几个方面:首先,运用特征线法对水力过渡过程中的压力管道进行数值模 拟首先确定初始的压力水头作为边界条件，经过Matlab计算得到压力管道末 端也就是蜗壳进口端流量导出至Fluent读取的文本文件中其次，首先用UG NX10.0对水轮机进行三维建模,然后用ICEM进行模型网格绘制也就是CFD分析 前处理，由于实现导叶摆动的话要使用到动网格，因为动网格对网格要求非常高， 针对这一状况，在导叶周边采用了设置加密区的方法，因为如果即使加密整个活 动导叶模型计算结果并不会因此精确很多而且在计算时特别需要内存性价比比 较低设置额外的网格加密区的话，不仅可以达到计算所需要的精度而且使得网格 不会因为太精密使得计算内存不足无法进行。
在CFD前处理之后,将网格模型导 入 Fluent 中编译udf,控制导叶的运动规律本文仿真的工况是小开度甩负荷工况，采用 的是直线式导叶关闭规律本文做的是1D-3D协同耦合仿真，数据交流问题是本文的主要问题也是亟待 需要解决的问题，是1D-3D耦合仿真的重点和难点尤其是1D-3D协同耦合仿真方法计算效率比较高并且可以获得可视化流场模型最后，对仿真结果进行分析, 本文仿真的是小开度甩负荷工况，本文主要采取了三组数据来验证:蜗壳进水口 流量时域图，蜗壳进水口水头时域图，转轮转速变化时域图通过这三个参数的特性进行分析,其中蜗壳进水口水头时域图，采用折线式 导叶关闭规律时能够有效地避免“尖峰”现象，而且在甩负荷工况末期蜗壳水头 的震荡也不明显转轮转速变化时域图采用折线式的,转轮转速上升值也小很多。