Naslov
Optimizacija oblika hidrauličkih dijelova francisove turbine
(Francis turbine hydraulic parts shape optimization)

Autori
Čarija, Zoran

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Tehnički fakultet

Mjesto
Rijeka, Hrvatska

Datum
07.09

Godina
2007

Stranica
189

Mentor
Mrša, Zoran

Ključne riječi
Francisova turbina; rotor turbine; optimizacija oblika; genetski algoritam; računalna dinamika fluida; metoda konačnih volumena
(Francis turbine; turbine runner; shape optimization; genetic algorithm; computational fluid dynamics; finite volume method)

Sažetak
U ovoj doktorskoj disertaciji se predlože učinkovit postupak revitalizacije Francisove vodne turbine. Rad započinje matematičkim modelom turbulentnog strujanja fluida te pripadajućim numeričkim modelom zasnovanim na metodi konačnih volumena. Slijedi pregled postupaka opisa geometrije lopatice rotora i rotorskog kanala te optimizacijskih metoda potrebnih za odabir optimalnog oblika rotora. Validacija primijenjenog matematičkog i numeričkog trodimenzionalnog modela strujanja fluida izvršena je usporedbom izračunatih energetskih značajki s in-situ izmjerenim podacima u pojedinačnom i paralelnom radu turbina. Povećanjem nazivnog protoka turbine, predložena revitalizacija zahtjeva modifikaciju hidrauličkog oblika predprivodećih lopatica te proširenje izlaznog presjeka rotora. Novi oblik rotorskog kanala u meridionalnoj ravnini te oblik lopatice rotora dobiveni su optimizacijom združivanjem genetskog algoritma, predprocesora i programa za simulaciju strujanja fluida. Optimizacije oblika su provedene za više radnih uvjeta turbine. Odabrana varijanta revitalizirane turbina u usporedbi s postojećom ima značajno bolje energetske karakteristike u području viših protoka fluida omogućujući dodatno iskorištenje vodnog potencijala koji se tijekom vodnih valova, radi nemogućnosti značajnijeg akumuliranja, gubi prelijevanjem. Sve simulacije strujanja fluida su izvođene na višeprocesorskim računalima čime je višestruko smanjeno vrijeme računanja. U zaključku je dana ocjena uspješnosti istraživanje te smjernice daljnjeg istraživanja.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Temeljne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA