Untersuchung und Simulation selbsterregter Rotorschwingungen an Kaplan-Turbinen:
Gespeichert in:
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|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Verl. Dr. Hut
2015
|
| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Energietechnik
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIII, 129 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 9783843920766 |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT NI
VERWENDETE FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN
VII
ZUSAMMENFASSUNG XNI
1 EINLEITUNG 1
1.1 PROBLEMSTELLUNG 1
1.2 STAND DER TECHNIK 3
1.2.1 ROTORSCHWINGUNGEN IN WASSERTURBINEN 3
1.2.2 SIMULATIONSSYSTEME 3
1.3 FORSCHUNGSZIEL 5
2 GRUNDLAGEN 7
2.1 ROTORDYNAMIK 7
2.1.1 EIGENSCHWINGUNGEN 8
2.1.2 ERZWUNGENE SCHWINGUNGEN 9
2.1.3 SELBSTERREGTE SCHWINGUNGEN 10
2.1.4 KREISELWIRKUNG 10
2.1.5 STROEMUNGSKRAEFTE IM ZYLINDERSPALT 12
2.2 STROEMUNGSINDUZIERTE SCHWINGUNGEN IS
2.2.1 FREMDINDUZIERTE ERREGUNG 15
2.2.2 ERREGUNG DURCH STROEMUNGSINSTABILITAETEN 18
2.2.3 BEWEGUNGSINDUZIERTE ERREGUNG 20
2.3 STROEMUNGSSIMULATION 25
2.3.1 NUMERISCHE VERFAHREN 26
2.3.2 REYNOLDS-GEMITTELTES NAVIER-STOKES-VERFAHREN (RANS) 27
2.3.3 TURBULENZMODELLIERUNG 28
2.4 STRUKTURSIMULATION 31
2.4.1 NUMERISCHE VERFAHREN 31
2.4.2 STATISCHE BERECHNUNG 33
2.4.3 MODALANALYSE 33
2.4.4 TRANSIENTE DYNAMISCHE ANALYSE 34
IV
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INHALTSVERZEICHNIS
2.5 FLUID-STRUKTUR-INTERAKTION 36
2.5.1 VERFAHREN ZUR SIMULATION DER FLUID-STRUKTUR-INTERAKTION 36
2.5.2 HYDRODYNAMISCHE MASSE 39
2.5.3 HYDRODYNAMISCHE DAEMPFUNG 41
3 MODELLBILDUNG................................... 43
3.1 WELLENSTRANG DER KAPLAN-TURBINE 43
3.1.1 VEREINFACHUNGEN 43
3.1.2 FUEIITE-ELEMENTE-MODELL 47
3.1.3 DYNAMIK DES WELLENSTRANGS 51
3.2 STROEMUNG DURCH EINE KAPLAN-TURBINE 55
3.2.1 STROEMUNGSZUSTAND NACH DEM LASTABWURF 55
3.2.2 CFD-MODELL 56
3.2.3 STATIONAERE BETRACHTUNG DES STRAEMUNGSZUSTANDS 60
3.3 FLUID-STRUKTUR-INTERAKTION 64
3.3.1 FSI-VERFAHREN 64
3.3.2 KONVERGENZBETRACHTUNGEN AM 2D MODELL 67
3.3.3 ZEITSCHRITTWEITE UND NUMERISCHE DAEMPFUNG 72
3.3.4 KONFIGURATION DES FSI-SOLVERS 73
4 SIMULATION DER SELBSTERREGTEN
ROTORSCHWINGUNGEN 75
4.1 AUSWERTUNG DER ZEITANTWORT 75
4.1.1 FOURIER-ANALYSE 75
4.1.2 ERMITTLUNG DES DAEMPFUNGSGRADES 77
4.2 ANALYSE DER HYDRAULISCHEN REAKTIONSKRAEFTE 80
4.3 PARAMETERSTUDIE ZUM STABILITAETSVERHALTEN 91
4.4 ERGEBNISSE 97
5 BERECHNUNG SELBSTERREGTER ROTORSCHWINGUNGEN
MIT MATLAB 103
5.1 MODELLBILDUNG 103
5.2 KALIBRIERUNG DER MODELLPARAMETER 110
5.3 SENSITIVITAETSANALYSE 117
5.4 VERGLEICH MIT DER FSI-SIMULATION UND EXTRAPOLATION 119
6 BEWERTUNG UND AUSBLICK 123
7 LITERATURVERZEICHNIS 125
V
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