TIPS – Transient Interaction to Predict the fatigue of hydropower component with numerical Simulation

• Research unit: SFOE
• Project number: SI/502806

Short description (English)

During start-up, shutdown or load rejection phases, complex physical phenomena develop in a hydraulic machine that can lead to premature wear. To gain a better understanding of these transient phases and their impact on the lifetime of a hydroelectric power station components, this project aims to combine a 1D approach using the SIMSEN software, with a 3D fluid-structure approach of the machine using ANSYS CFX and ANSYS Mechanical. The objective is to define a simplified numerical methodology to adequately simulate the flow and the resulting mechanical stresses in Francis turbines and pump-turbines during these transient events.

Short description (French)

Durant les phases de démarrages, d’arrêts ou de rejets de charge, des phénomènes physiques complexes, pouvant provoquer une usure prématurée, se développent dans une machine hydraulique. Pour mieux comprendre ces phases transitoires et leurs impacts sur la durée de vie des composants d’une centrale hydroélectrique, ce projet vise à coupler une approche 1D de l’aménagement grâce au logiciel SIMSEN, avec un modèle 3D fluide-structure de la machine grâce aux logiciels ANSYS CFX et Mechanical. L’objectif est de définir une méthodologie numérique simplifiée pour simuler adéquatement l’écoulement et les contraintes mécaniques associées dans les turbines Francis et pompe-turbines Francis durant ces événements transitoires.