Page 74 - 水利学报2021年第52卷第1期

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Comparative analysis of transient hydraulic characteristics
of a surge tank with different section form

HE Xianghui ，YANG Jiandong ，YANG Jiebin ，HU Jinhong ，
1
1
1
1
1 2
ZHENG Guiqiao ，XIANG Zhenglin
（1. State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science，Wuhan University，Wuhan 430072，China；
2. China Southern Power Grid Power Generation Company，Guangzhou 510630，China）
Abstract： There are varied forms of surge tank in hydropower stations considering the difference of terrain
feature and surge tank sectional area，which makes the transition process of the hydropower station with var⁃
ious transient characteristics. In this paper， the 1D calculation based on method of characteristics （MOC）
and 3D calculation based on the computational fluid dynamics （CFD） method and VOF model were used
to make a comparison of T-section and π-section surge tank to provide some references for such hydropow⁃
er station. The 1D results show that the surge wave shares the same tendency of the two section forms.
The 3D results demonstrate the large surging waves under load rejection condition and serious air-trapped
vertical vortices under start-up condition of the T-section surge tank. The air-trapped vertical vortices ap⁃
pear on the liquid level and extend to the connection pipe with the flow，some bubbles even spread to the
penstock. The appearance of air-trapped vertical vortices may affect the safe operation of hydropower sta⁃
tion. While the transient flow in π-section surge tank is more stable and without appearance of the
air-trapped vertical vortices. So，π-section surge tank is recommended.
Keywords：hydropower station；surge tank；method of characteristics；VOF model；section form

（责任编辑：韩 昆）

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