Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
CFD computations of hydropower plant intake flow using unsteady RANS
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology, Heat and Power Technology.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

At the intake of hydropower plants, air-core vortex formation is known to cause severe damage. In order to study how to prevent and reduce the origin of the vortex, Vattenfall has built a scale model of the Akkats hydropower plant dam, where scale testing is possible. This thesis work consists of discerning whether Computational Fluid Dynamics (CFD) in terms of solving the Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes equations (URANS) can be used as a complement to scale testing.

For this work, the RNG k-epsilon turbulence model is chosen, and the flow field is solved with implicit time discretization using a pressure-based solver, for three different inlet flow conditions. Despite significant differences in the inflow of these three cases, the resulting flow fields are surprisingly similar. A main result is that no vortex is formed in any of the cases. The cause of this is discussed, but the number of possible answers is large. The main purpose of the report has therefore become to lay the foundation for further research. Amongst the top priorities in parameters to investigate lies the choice of turbulence model, the surface height, the pressure discretization scheme and to perform calculations on a more expensive mesh.

Abstract [sv]

Virvlar som uppstår vid intaget i vattenkraftverk kan orsaka stora skador. För att kunna göra studier om hur man bäst motverkar virveln och förhindrar dess uppkomst, har Vattenfall AB byggt en småskalig modell av dammen vid Akkats vattenkraftverk. Det här arbetet behandlar frågeställningen huruvida Computational Fluid Dynamics (CFD) med lösning av ekvationerna för Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes (URANS) kan användas som ett komplement till dessa modell-tester.

I det här arbetet har turbulensmodellen RNG k−epsilon valts och flödesfältet löses för tre olika tillstånd för flödet vid inloppet, med hjälp av implicit tidsdiskretisering tillsammans med en tryckbaserad ekvationslösare. Trots betydande skillnader för inflödet för dessa tre fall är de resulterande flödesfälten överraskande lika. Ett huvudresultat är att ingen virvel formas för någon av dessa fall. Anledningen till detta har diskuterats, men antalet möjliga anledningar är många. Huvudsyftet med den här rapporten har därför blivit att lägga en grund för framtida efterforskningar på området. Några av de viktigaste parametrarna att undersöka är valet av turbulensmodell, höjden på vattenytan, tryckdiskretiserings-schema samt att genomföra beräkningar för en finare mesh.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 48 p.
Keyword [en]
CFD, Vortex, URANS, Hydropower
National Category
Energy Engineering Fluid Mechanics and Acoustics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-161894OAI: oai:DiVA.org:kth-161894DiVA: diva2:796000
External cooperation
Vattenfall AB
Presentation
2015-02-17, 09:00 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-03-23 Created: 2015-03-17 Last updated: 2015-03-23Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2837 kB)607 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 2837 kBChecksum SHA-512
7c70df386262a3c5ab73a1eaa7e7318413f4b15c03eb19969cba2816ea18c78b8278ee797788cf87fd2e8c8e8a383d99ab15ac5bdc7e58417b2cc078ee0be10a
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Heat and Power Technology
Energy EngineeringFluid Mechanics and Acoustics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 607 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 506 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf