以水泵水轮机模型为对象，进行了水力设计改进。由于水泵水轮机的转轮须同时满足水泵和水轮机两个工况的需要，任何参数的变动都必须保证泵工况的扬程、控制泵工况的入力以及满足水轮机工况的发电需要，因此这是一个整体的系统的叶片参数变动，为了满足在改型前后保证上述需要，本文采用全三维反问题设计方法进行转轮设计。首先介绍转轮设计的基本设计原理和设计流程路线。
叶片设计过程如图1所示：首先是选择比转速相近的轴面图，进行过流面积检查，得到面积分布光滑的轴面，绘制轴面流网（见图2），得到流网节点的坐标，轴向坐标z和径向坐标r。下面是计算各条流线的轴面速度,进口处的轴面速度由CFD楔拟结果得出，因此设计为二元设计。轴面速度计算得出后，根据给定的叶片载荷分布规律分布和给定的叶片加厚规律，即可得到各条流线上的三维几何数据，包括压力面和吸力面的数据点，生成三维几何数据，几何数据导入网格划分软件TurboGrid，进行单流道的网格剖分。然后施加边界条件，进行CFD求解计算，结果收敛后进行后处理，对效率和扬程进行积分计算。如果进行进一步的优化，还可以返回修改环量分布规律，重复上述步骤。上述过程可以在workbench平台上实现自动化。
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