Modal decomposition of flow instabilities in a straight turbine diffuser around the best efficiency point
Notice bibliographique
Résumé
Hydraulic turbines sometimes exhibit a sharp efficiency drop around the best efficiency point. The drop is known to originate from large flow separations in their draft tubes, limiting their ability to recover part of the residual kinetic energy exiting the runner. While the conditions leading to the onset of these separations are not yet understood, the potentially unstable vorticity distribution at the runner exit led to the hypothesis that those separations are the result of an interaction between the flow at the center of the draft tube and the boundary layer at the walls. To study this hypothesis, the turbulent flow inside the draft tube of a bulb turbine was measured with time-resolved particle-image velocimetry (TR-PIV). In this work, coherent structures are identified from spectral proper orthogonal decomposition (SPOD) of the velocity fields to correlate changes in their topology with the efficiency drop. Special attention is given to the periodic vortical motions in the runner's wake, whose shape and energy content are found to be linked to the flow rate. Three-dimensional reconstructions of the underlying structure reveal a shift in its topology that correlates with the efficiency drop and separations at the wall. In addition, comparisons of the SPOD coefficients with the runner position show that the phase angle between the structure and the runner remains the same for each operating condition, suggesting a link with a rotating flow imbalance in the runner blade channels.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».