Structural Safety Evaluation of a Francis Hydro Turbine Model at Normal Operation Condition

Zhenmu Chen; Patrick Mark Singh; Young-Do Choi

doi:10.5293/kfma.2017.20.4.012

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자료유형: 학술저널

저자정보: Zhenmu Chen (Mokpo National University) Patrick Mark Singh (Mokpo National University) Young-Do Choi (Mokpo National University)

저널정보: 한국유체기계학회 한국유체기계학회 논문집 한국유체기계학회 논문집 제20권 제4호(통권 제103호)

발행연도: 2017.8

수록면: 12 - 18 (7page)

DOI: 10.5293/kfma.2017.20.4.012

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Francis turbine, as a widely used hydro turbine, is especially suited for the hydropower station with high hydraulic head. For such turbine generator units all around the world, the crack usually comes out after a long time use and the resulted accidents may cause huge losses. Moreover, it is better for the manufacture if we know the stress of each components of the hydro turbine. In order to verify the component structure integrity, fluid-structure interaction (FSI) is an effective method to calculate the stresses in the Francis turbine components. In this study, based on the fluid-structure coupling theory, the components structural analysis of a Ns=300 [m-kW-min<SUP>-1</SUP>] Francis hydro turbine model was done by using CFD and static structural analysis. The results show that the stresses caused by the hydraulic forces during the normal operation are safe and the high stress on the each component is much lower than the yield strength of the material.

#FSI analysis(FSI 해석) #Francis hydro turbine model(프랜시스 수차 모델) #Numerical analysis(수치해석)

참고문헌 (9)

참고문헌 신청

IHA central office, 2016, “2015 Hydropower Status Report,” International Hydropower Association. Chen, Z. and Choi, Y. D., 2016, “A Study on the Effect of Port Area of Blade on the Performance of Francis Hydro Turbine,” The KSFM Journal of Fluid Machinery, Vol. 19, No. 1, pp. 5∼10. Li, W. F., Feng, J. J., Wu, H., Lu, J. L., Liao, W. L., and Luo, X. Q., 2015, “Numerical Investigation of Pressure Fluctuation Reducing in Draft Tube of Francis Turbines,” International Journal of Fluid Machinery and Systems, Vol. 8, No. 3, pp. 202∼208. Chen, Z., Singh, P. M., and Choi, Y. D., 2016, “Francis Turbine Blade Design on the Basis of Port Area and Loss Analysis,” Energies, Vol. 9, No. 3, p. 164. Chen, C., Singh, P. M., Inagaki, M., and Choi, Y. D., 2015, “A Feasibility Study on the Flow Passage Shape for an Inline Francis Hydro Turbine,” The KSFM Journal of Fluid Machinery, Vol. 18, No. 2, pp. 5∼13.

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