潘口水电站厂房结构动力分析

由于水电站厂房结构比较复杂,网格划分非常困难,本文在建立厂房有限元模型中采用了过渡单元来进行网格划分。为说明采用过渡单元的合理性,文中用梁模型验证了其计算精度。在此基础上,对厂房结构进行了模态分析和厂房自振频率校核,得出可以计算厂房整体结构而无需单独计算蜗壳和尾水管就可以满足计算要求的结论。最后,计算和分析了厂房结构的校核工况、地震工况及尾水管的检修工况,并进行了应力强度校核。     

江口水电站尾水管结构设计

尾水管是水电站厂房主要承重结构之一,江口水电站尾水管为地下式空间结构,主要由锥管段、肘管段和扩散段组成.本文主要叙述了江口水电站尾水管结构设计及计算过程,包括尾水管荷载计算、内力计算及配筋计算.     

尾水管水击与尾水调压室涌波联合求解的几种方法

对于尾水管水击和尾水调压室涌波的联合计算 ,传统方法对尾水管和尾水调压室分别采用了不同的时间增量 ,而对边界条件的不同处理引发了两种不同的求解方法。本文探讨了对尾水管和尾水调压室采用相同时间增量的计算方法 ,并编制了相应的程序 ,还比较了三种方法对尾水管水击和尾水调压室涌波的影响     

尾水管入口不同速度夹角对其内部流场的影响分析

以某水电站弯肘形尾水管为研究对象,应用ANSYS软件建立从尾水管进口到尾水管出口过流部件的流道模型,划分网格后导入Fluent进行模拟计算。分析结果表明,在入口速度垂直进入时,尾水管内部的流场比较稳定,随着入口速度夹角的增加,尾水管内部的流场相比于速度垂直进入时更加紊乱,即模拟的流场与理论上的流场规律基本相符,可用于预估水轮机弯肘形尾水管的性能和流场特性。     

尾水管经济尺寸的选择

本文作者正确地论述了必须根据能量经济计算选择尾水管尺寸的问题。但是在进行能量经济计算的时候,除了必须考虑尾水管高度增加时随之而增大的工作量和造价以外,还必须考虑由於施工期间的延长和水电站投入运转较迟,以致产生发电量不足的情况。另外,不仅须要考虑尾水管尺寸,而且要考虑尾水管形状对水电站能量经济指标所起的影响。     

水电站尾水管弯段的施工放样计算

水电站尾水管弯段由于表面形状较为复杂,水流条件要求也较高,因此在混凝土施工中往往成为水电站厂房水下部分施工的关键之一。为了加快施工速度,提高尾水管的施工质量,笔者于1976年在某大型水电站工地用本文所介绍的方法,进行尾水管弯段剖面形状和曲面模板展开的施工放样计算,并按计算结果绘制施工图样,制作了该大型水电站尾水管1:10的模型,取得较好的效果。1979年又在该水电站7号机组尾水管施工中,用此法进行尾水管剖面和曲面模板的放样计     

基于CFD三维流场分析的弯肘形尾水管数值模拟

通过在Pro/E软件中建立弯肘形尾水管的几何模型,对某混流式水轮机尾水管在最优工况下的水流进行CFD数值模拟,分析比较了弯肘形尾水管及两种改型尾水管的流场,并比较两种改型方式对其回能系数的影响,结果表明:采用Pro/E软件进行几何建模方法可行;计算采用的混合网格和RNG k-ε湍流模型较好满足了水轮机尾水管内部流场湍流计算的需要;标准弯肘形尾水管在最优工况下的两种改型流场分析及回能系数比较表明,改型2比改型1的回能效果更好,其原因是改型2的单边扩散角更接近最佳单边扩散角。     

尾水管斜向断面计算与绘图

本文对水电站４Ｈ型尾水管之斜向环形钢筋放样计算与图形处理的原理与方法作了分析研究，提供了一种计算方法，据此开发出ＣＡＤＤ软件，应用这一软件已对多个水电站尾水管进行了设计绘图，证明能够简便而迅速地得到尾水管斜向断面精确的计算数据和设计图纸，从而为尾水管斜向钢筋施工创造了有利条件     

导叶关闭速度对尾水管流场影响的数值模拟

在水电站的运行过程中,由于各种原因造成工况转换,在活动导叶关闭过程中,导叶的关闭速度对水压力的上升以及转速的上升有很大影响。采用软件Fluent14.0,基于动网格技术对混流式水轮机工况转换中导叶关闭过程进行瞬态数值模拟,对导叶关闭过程中尾水管内部的流场进行模拟,对比分析不同导叶关闭速度下尾水管内部流场的影响。计算结果显示在同一种导叶关闭规律下导叶关闭速度越慢尾水管中水流流态越紊乱,对尾水管的危害越大。     

厂房尾水管单线图计算程序

0 前言在一般的水电站中,为了使水流比较顺畅,有效地提高水能利用率,在厂房布置时,尾水管偏转一定角度(若要偏转的话)后,要求保证前后几何相似,这是4型尾水管的特点和要求(这类尾水管单线图的计算程序已有资料介绍)。但是,有的厂家提供的尾水管并非如此,尤其是一些小型电站的尾水管,他们直接给出偏转一定角度后的尾水管基本型式。而偏转前后并非要求严格相似。因此,尾水管单线图计算就要通过一系列的几何和数字演算才能完成,手算工作量大又繁琐,故笔者在进行和平电站尾水管的设计中,编制了一个适用于PC—1500机的计算程序进行计算,大大提高了工效,尤其是可按设计者要求随意计     

Simulation of flow in compound open-channel using a discontinuous Galerkin finite-element method with Smagorinsky turbulence closure

The small-scale spatial variability of eddy viscosity which is characteristic for the turbulent shear stress in compound open-channel flows was studied and investigated in this paper. Different options including a constant value, zero-equation, one-equation, two-equation, and Smagorinsky turbulence models for parameterizing the eddy viscosity were developed in the framework of the discontinuous Galerkin finite-element SLIM model and applied for presenting the complex velocity profile in two different experimental data sets of laboratory flumes. A very good qualitative agreement was achieved between numerical results and measurement data for both velocity and flow depth of all experimental data sets in general. In addition, the calculation results showed that the turbulent Smagorinsky empiricism allowed a better presentation of non-uniform velocity in the floodplain and transition regions between plain and main channels than the others in all calculated cases. This empiricism predicted a very close variation of eddy viscosity in comparison with the results calculated by the depth-averaged Reynolds' stress and the lateral gradient of longitudinal velocity. The eddy viscosity varies significantly in the channel section; in particular the small values often occurred around the middle location of floodplains and the central location of the main channel while the large values appeared in the transition regions, presenting different minimum and maximum values of eddy viscosity in each flow region. The effects of eddy viscosity variation on lateral distribution of velocity profile were also investigated and discussed.     

泵站流道内漩涡治理的模型试验研究

通过漳州LNG项目取海水系统的水工模型试验研究,分析该取水工程进水流道漩涡产生机理,提出改善进水流道水流流态(防止漩涡)的不同措施,研究治理漩涡的不同优化方案。采取治理措施后各工况条件下,流道内水流均匀,无有害漩涡产生,机组运行平稳,从而提高了泵站效率和保持安全经济运行,为类似工程提供参考。     

中尺度涡诱导的陆架上升流

台湾东北海域NOAA卫星AVHRR反演的MCSST图像表明，黑潮进入东海对产生的中尺度暖涡对上升流（或冷涡）有明显的调制作用。为证实这一现象，我们通过对中尺度暖涡流场结构分析，提出了中尺度暖涡诱导陆架上升流的必然性。利用有耗散的层结流体中的慢环流理论，导出了由中尺度涡诱导的陆架上升流流场解析表达式，从理论上验证了台湾东北海域中尺度暖涡诱导陆架上升流的合理性。     

有关混凝动力学问题的研究与探讨

混凝控制指标的确定和涡漩理论的作用是混凝动力学中最为关注的问题,本文以往复隔板絮凝池的改造为例,对最佳水力条件下混凝控制指标的合理选用进行了讨论,并在此基础上对池中水流涡漩运动进行了研究,得出适宜的速度梯度G值有利于形成更多更小的微涡漩,可使颗粒有效碰撞次数增加,有效地提高混凝效果。     

水垫塘内淹没冲击射流中的大尺度涡结构及其特征

高坝下游水垫塘消能与防护问题目前尚未得到妥善解决。本文应用现代紊流理论的观点，对水垫塘内的复杂流动结构进行了系统的研究，对主射流区的大尺度涡体和壁射流区的紊动涡体的拟序结构进行了分析，从紊流力学的角度对脉动压力的起源及水垫塘内水体能量的转移与耗散做了机理性解释，为高坝下游水垫塘的消能与防护的进一步研究提供了理论依据。     

Numerical simulation of cavity flow induced noise by LES and FW-H acoustic analogy

The predictions of cavity flow and flow-induced noise are two important and complex issues in fluid-acoustic coupling field. Numerical studies for these issues are performed in the paper by large eddy simulation (LES) and FW-H acoustic analogy. Firstly, the wall pressure fluctuations of plate, foil, shutter hole are computed and compared with experimental results. The robustness of large eddy simulation in unsteady flow calculation is analyzed. Secondly, the calculation of a 2-D cavity flow are accomplished. The power spectrum of pressure fluctuations is compared with measured data and the vorticity distribution is analyzed. Finally, the flow induced noises of two 3D cavities are predicted. The computed results are compared with experimental data of Large Circulation Channel in CSSRC. It shows that the numerical prediction method in the paper is credible.

     

淹没丁坝附近三维水流运动大涡数值模拟

通过大涡数值模拟研究了丁坝附近水流特性。在数值模拟过程中基本方程采用大涡模拟方程,由Smagorinsky模型得到小尺度涡粘性系数,在此基础上给出了大涡模拟数值计算方法;并利用试验观测数据,验证了数值模拟结果,同时比较了上挑、正挑、下挑3种淹没的不透水丁坝附近水流特性     

高宽比对矩形方腔内流动及能量损耗特性影响的数值分析

该文采用笔者所发展的二阶分裂步有限元方法，结合大涡模拟技术，在对雷诺数为100的三维方腔拖曳流动模拟的基础上，分析了不同高宽比条件下，矩形方腔内湍流流动及相应能耗场的变化。计算结果表明，矩形方腔高宽比对流场和能量损耗特性具有较强的影响，方腔内湍流对应涡系变化丰富，显示了上述方法在捕捉涡系及其时间演变过程方面具有较强的优越性。从计算结果可以看出，方腔内湍流流动结构呈现竖轴环流和立面环流的规律，在相应的高宽比条件下方腔内流动形成相应完整的回流区。相应流动的能量损耗集中出现在大尺度涡变化丰富的区段，正是对应湍流流动局部阻力损失产生的主要原因。流动和能耗场随时间的变化表明，整个方腔内湍流流动过程呈现出拟周期流动的特性。     

跌坎下游流场的时均流速分布和脉动特性

本文采用颗粒示踪的方法试验研究了跌坎下游主流重新接触床面流区的时均流速分布，流速的脉动强度及各点脉动流速的概率密度分布。试验结果表明，跌坎下游水流分离，具有稳定的漩涡发展，漩涡产生的频率约为每２秒３次。重新接触点离跌坎的距离约在３￣６倍坎高之间。在主流重新接触床面的流区，紊动剪切应力最大，在量测的流区，脉动流速的概率密度接近正态分布。     

A LARGE EDDY SIMULATION TURBULENCE MODEL FOR COASTAL SEAS AND SHALLOW WATER PROBLEMS

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅＬＥＳａｐｐｒｏａｃｈｏｒｉｇｉｎａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｓｔｓｔｏｐｒｅｄｉｃｔｏｒｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｇｌｏｂａｌｗｅａｔｈ ｅｒ .ＧｅｎｅｒａｌｌｙＳｍａｇｏｒｉｎｓｋｙ (196 3)ｗａｓｃｒｅｄｉｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＬＥＳ .ＴｈｅｆｉｒｓｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＬＥＳａｐｐｒｏａｃｈｔｏｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｇｉｎｔｅｒｅｓｔｗａｓｍａｄｅｂｙＤｅａｒｄｏｒ…