圆柱容器内流经环形填充层流动的研究

本文对圆柱容器内流经环形填充层的流动进行了分析,导得了基本运动方程,并进行了实验研究。计算结果与实验结果符合得比较好。研究表明,结构型式、中心通道与环形通道面积比、填充层自身的阻力系数以及圆柱容器的长径比,对于流经填充层的径向流速沿轴向的分布都有影响。     

基于FEPG模型进行流道结构两相流模拟性能研究

滴头是滴灌系统的关键部件,其结构形式和水力性能对滴灌系统有着重要的影响。滴头流道结构形式和水力性能关系的研究,有助于对改进滴头性能。文章通过对多种流道结构形式的滴头进行了FEPG与CFD模拟,分析比较出了不同流道的流态指数、流道长度及流道断面积,实验表明影响流态指数的主要因素是流道结构形式,流道长度对流态指数的影响很小。并提出了较优的流道结构,建立了描述滴头流量与流道长度及工作压力关系的数学模型。     

南水北调东线万年闸泵站混凝土温控防裂措施

万年闸泵站是南水北调东线山东干线首批开工建设的泵站枢纽工程,泵站主厂房(底板、流道层、水泵层、联轴层、电机层)是整个枢纽工程的关键部位,泵站底板及流道层混凝土温控防裂是突出的施工技术难题.在施工技术措施尚不十分完善和缺乏类似工程可借鉴经验的条件下,根据水电工程主厂房混凝土施工的经验和万年闸泵站工程的施工实际,对混凝土浇筑常规温控防裂措施加以改进和创新并成功应用在万年闸泵站底板、流道层混凝土浇筑中,取得了初步成果,为大型泵站混凝土浇筑温控防裂措施的完善做了有益的探索.     

低压下流道结构参数对锯齿型滴头水力性能影响的试验研究

滴头是滴灌系统关键的部件之一,而滴头流道结构参数是决定滴头工作性能的核心因素。采用正交试验设计,探讨了在低压工作范围(2~8m)内,滴头流道结构参数对其水力性能的影响。研究结果表明,按显著水平α=0.1来检验,低压下,齿间距和齿角度对滴头的流数x存在显著影响;流道深度、齿间距与齿角度对低压下滴头的流量存在显著影响。此外,在锯齿流道总长度(19.4mm)和齿间参差量(0mm)为定值条件下,本研究构建了描述低压下滴头流量与流道结构参数之间定量关系的多元和一元线性回归数学模型。     

混流式蓄能机组水轮机工况全流道流动数值模拟研究

利用ANSYS CFX14.5软件,对某一抽水蓄能电站的混流式水泵水轮机全流道应用RNG k-ε湍流模型,进行了68.9%、51.5%、19.5%等3个不同导叶开度下水轮机工况的三维定常湍流数值模拟。通过与现场试验数据进行对比,可知:(1)不同导叶开度下,压力的模拟值与试验值最大误差不超过7.5%;(2)在设计开度下,水泵水轮机内部流动比较平稳,流体流经各过流部件间过渡顺畅,没有明显的撞击发生,整个流道水力损失较小;随着导叶开度减小,水泵水轮机流道内流动变紊乱,稳定性变差;(3)随着导叶开度减小,活动导叶及转轮进口的撞击现象变严重,转轮内和尾水管内的涡带逐渐扩散到整个流道。     

生态网格在水利工程边坡修复中的应用

用于边坡修复的生态网格,包括金属线材箱、填充层、植被层。其特征在于相邻金属线材箱绑扎连接,填充层设置在金属线材箱内,植被层覆盖在金属线材箱上;金属线材箱包括边丝和网片构成,网片固定在边丝上,网片采用网丝编织形成。网片的网孔为正方形或六边形,网孔中多线绞合部分设置横向加强钢丝,网丝包覆PVC钢丝。填充层由填充材料组成,填充层孔隙率小于15%,填充材料包括天然块石层、卵石层、碎石层、废弃混凝土块层,具有抗腐蚀功能强,能够有效防护边坡和固岸,有很强的抵抗恶劣自然环境的能力,整体柔软性、稳定性和耐久性好,能够适应较大范围的变形。     

微流管道内悬浮沙粒抗堵塞试验与两相流模拟分析

当前滴头堵塞是一个普遍问题,由于流道特征尺寸小、结构复杂,所以杂质很容易在其内部发生堵塞,若能提高滴头的抗堵塞性能,将会大大降低滴灌系统的投入。对典型四种滴头流道的数学物理模型进行初步的数值模拟,并对不同流道内进行两相流抗堵塞模拟,通过实验将数学模型滴头流道内砂粒与水相的两相模拟结果进行对比,结果表明,按流道结构形式进行抗堵塞性能排序的结果为:锯齿斜齿直齿弧齿,试验结果对于进一步分析泥沙抗堵塞提供依据。     

DPS提升混凝土流道抗冲磨性能作用机制研究

混凝土流道在服役过程中会因高速水流携带固体悬浮颗粒的冲击和磨损作用而出现冲磨破坏，影响流道的过流能力和混凝土结构的长效安全。永凝液(DPS)是一种渗透结晶型材料，可渗入混凝土内部一定深度并填充混凝土内部的毛细孔和微裂隙。开展实验研究DPS在混凝土内部的入渗规律，DPS对混凝土微细观形貌、孔隙结构、表面硬度和冲磨性能的影响特性。试验结果表明DPS可以显著提升混凝土表层的密实性、表面硬度和抗冲磨性能，研究成果可为混凝土流道的抗冲磨设计提供参考。     

水轮机过机流量测量

蜗壳差压法测流是测量通过水轮机水流量的一种简单、实用方法,是运行的水电站最常使用的一种测量流量方法。具有一定流速的水流流经蜗壳时,由于蜗壳中心线弯曲,水流在弯曲流道上产生离心力,使得蜗壳内、外缘两点产生压力差,这差压的大小与水的流速有关。对于某截面已成定值的蜗壳来说,平均流速正比于流经该截面的流量。因此,通过测量蜗壳内、外缘压力差就可以测定通过水轮机流量的相对值。LQJ—2型流量监测装置已生产使用多年,我     

二元单叶片泵内部流动的数值模拟

本文对单流道泵的物理模型进行简化，建立了二元单叶片泵内部流动解析的数学模型，采用势流边界元解法，数值模拟了泵内流动，并计算出单叶片泵的水功率，与试验结果进行比较，间接证明了计算方法的可行性。     

中心喉嘴距对复合射流泵性能影响的数值模拟

基于射流传能分析理论,提出将中心射流和环形射流相结合的复合射流泵技术。为了确定较为合理的中心喉嘴距范围,通过紊流数值模拟方法研究了复合射流泵合适的中心喉嘴距范围及水力结构特征。对比分析了不同中心喉嘴距对复合射流泵流场及性能的影响。结果表明:(1)当中心喉嘴距较小时,喉管进口前存在限制流道的节流现象,易影响射流传能效果;(2)当中心喉嘴距较大时,在吸入室前端由于中心工作液与被吸液流速差较大,会产生较大的剪切损失,且喉管后端中心工作液对被吸液的提携能力低于环形工作液,导致整体传能效率偏低;(3)当中心喷嘴出口在吸入室中部附近时,整体传能效果较佳。研究确定较佳的中心喉嘴距范围为0.2～0.8倍的环形喉嘴距,其高效率区较宽广。研究成果可为复合射流泵的实际应用提供科学依据。     

大型泵站箱形进水流道内部流动数值模拟

箱形进水流道在我国的大型低扬程双向泵站已有较多的应用。本文应用雷诺时均方程和标准k—ε紊流模型对某大型泵站的箱形进水流道内部三维流动进行数值模拟,深入分析了进水流道内不同断面的流速和压力分布,揭示了箱型进水流道内水流的流动规律,并预测了不同工况下进水流道内的水力损失,计算结果可供大型低扬程泵站的设计、改造参考。     

环形波纹钢管涵洞式鱼道水力特性数值模拟

环形波纹钢管涵洞式鱼道内波纹的粗糙度可以使边界附近产生足够低的流速,鱼类可以由此游向上游。对3种流量0.05,0.07,0.09 m3/s,3种埋深0D,0.1D,0.2D,坡度0.4%工况下,环形波纹钢管涵洞式鱼道内水面线、流速场和紊流场分布分别进行了数值模拟研究。结果表明环形波纹钢管涵洞中,高流速区（无量纲流速大于0.9）位于涵洞过水断面中心区域,高紊流区（紊流强度大于0.2）位于水面中心附近。在涵洞底部边壁附近较大区域内,由于流速较小,紊流强度也较低（紊流强度小于0.1）,鱼类可以由此顺利完成上溯。相比无埋深式涵洞,嵌入式涵洞内平均流速较小,紊流强度变化较为平缓,更有利于鱼类的洄游。     

Evaluation of Central Valley Spring‐Run Chinook Salmon Passage Through Lower Butte Creek Using Hydraulic Modelling Techniques

River2D was used to develop a hydraulic model of an upstream passage impediment for adult spring‐run Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) on Butte Creek, Tehama County, California. Topographic data were collected by using a total station, survey‐grade real‐time kinematic global positioning system, and terrestrial light detection and ranging. Stage‐discharge relationships were developed at the upstream and downstream ends of the site to use as boundary conditions and to calibrate the 2D model. A pressure transducer was installed at the downstream boundary of the site to provide a time series of flow and water temperatures. Parameters of the hydraulic model were examined to assess upstream passage including minimum thalweg depth along the least width‐limiting pathway, velocity, and water surface elevation above and below a jump, and flow partitioning between a split in the main flow paths through the site. The results of the River2D model were used to identify flow levels that met the minimum depth and width thresholds needed for adult spring‐run Chinook salmon (SRCS) to migrate upstream through the study reach. A minimum passage depth criterion of 0.27 m was used for adult SRCS. Site‐specific passage width criteria were derived from the literature for the study site and ranged from 0.3 to 0.9 m. Model results indicated that a flow of 3.40 cms met the depth criterion and the lower bound of the width criterion. A flow level of 6.8 cms met the depth criterion and the upper bound of the width criterion. Data from the VAKI Riverwatcher fish passage counting device installed just upstream of the study site were related to the stage/passage limiting width and water temperature monitoring data. The monitoring data and results of the predictive modelling will be used by the California Department of Fish and Wildlife to recommend flow criteria that protect migrating adult SRCS. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

过鱼设施进口及吸引流设计

利用过鱼设施效果评价模型,分析得到过鱼设施进口吸引流是影响过鱼设施效果的关键因素。通过研究我国过鱼设施现状,指出我国过鱼设施在进口吸引流设计方面存在的不足。结合水利水电工程特性,从过鱼设施吸引流和竞争流的角度出发,给出了过鱼设施位置、进口位置、进口朝向、进口吸引流流量和流速等关键问题的设计思路,并提出了过鱼设施进口概化模型。     

LARGE-EDDY SIMULATION OF TURBULENT FLOW CONSIDERING INFLOW WAKES IN A FRANCIS TURBINE BLADE PASSAGE

Turbulent flow in a 3-D blade passage of a Francis hydro turbine was simulated with the Large Eddy Simulation (LES) to investigate the spatial and temporal distributions of the turbulence when strongly distorted wakes in the inflow sweep over the passage. In a suitable consideration of the energy exchanging mechanism between the large and small scales in the complicated passage with a strong 3-D curvature,one-coefficient dynamic Sub-Grid-Scale (SGS) stress model was used in this article. The simulations show that the strong wakes in the inflow lead to a flow separation at the leading zone of the passage,and to form a primary vortex in the span-wise direction. The primary span-wise vortex evolves and splits into smaller vortex pairs due to the constraint of no-slip wall condition,which triggers losing stability of the flow in the passage. The computed pressures on the pressure and suction sides agree with the measured data for a working test turbine model.     

基于PANS的轴流泵簸箕形进水流道水力特性

为研究簸箕形进水流道轴流泵模拟计算适用湍流模型,基于CFD软件k-ε湍流模型及二次开发修正PANS湍流模型进行三维数值模拟,结果表明:修正PANS湍流模型能捕捉各种湍流尺度的漩涡,能够反应更多内部流动的细节特征;为研究隔墩、隔墩长度及后壁距对进水流道内部水力特性的影响,提出4种方案。结果表明:方案3中进水流道喇叭口外壁附近点压力脉动幅值最小,点J3、J4脉动幅值约为原始方案的77%、62%;方案4中进水流道内部流动特性最好,水力损失最少,约为原始方案的25%。     

黄河下游丁坝缩窄河道泥沙冲淤特性试验研究

通过动床模型试验研究了黄河下游裴峪至官庄峪丁坝缩窄河段,在河道不同位置布设丁坝,不同情况下丁坝相对长度(丁坝长度与原河道宽度之比值)对河道泥沙冲淤变化的影响。结果表明：水沙运动要素变化受丁坝布设位置和长度等影响较大,随着丁坝相对长度的增加,汛期主河槽冲刷量和滩地淤积量逐渐增大,主槽范围相应扩大,其高程普遍呈下降趋势,特别是缩窄断面导流堤顶端部位出现明显的局部冲刷坑,束水冲沙、增大输沙能力的效果明显。当丁坝相对长度大于0.50时,主流线偏移、断面流速分布和河床冲淤的变化速率明显增大,不利于河道稳定。     

柱塞间隙厚度对柱塞泵水流动特性的影响分析

柱塞与泵体之间的环形间隙是柱塞泵必不可少的部分，也是影响柱塞泵比较重要的因素。为了使柱塞泵达到更高的效率，对柱塞间隙厚度与柱塞泵流动特性的关系进行了研究。针对柱塞泵环形间隙厚度的不同，采用Pro/E和Gambit软件，对柱塞泵和柱塞泵流域进行了三维建模和网格划分。并借助于Visual C软件，编写了柱塞泵运动边界的UDF程序，将该程序载入Fluent进行数值计算和模拟，以此对不同厚度下的柱塞泵流动特性进行研究。研究结果表明：柱塞泵间隙压力及其泄漏量之间存在一定的关系，柱塞泵效率与环形间隙厚度的大小呈规律性的增长，效率总体趋势取决于环形间隙的厚度。