基于CFD的泵站进水池流场水流特性分析

鉴于泵站进水池内的水流条件直接关系到水泵能否正常运行,通过CFD的方法,采用ANSYS 15.0软件模拟了泵站进水池在无隔墩和有隔墩两种体型下的流场,预测了吸水管内涡核的位置,并分析了进水池内的流态、流速分布规律及吸水管内的流速分布规律。结果表明,进水池设置隔墩后,吸水管内的涡核显著减小,属于水下涡第二类即带核物的涡类型;吸水管中心与进水池后壁、侧墙的距离关系到漩涡的产生,在泵站设计中应予以重视;隔墩对调节进水池内的流速分布和改善水流条件具有一定的作用。     

牛顿流体和非牛顿流体教学演示仪器的开发研究

牛顿流体和非牛顿流体存在着较大的差异,有关牛顿流体和非牛顿流体特性差异方面的教学演示仪器还较少,有些还处于空白。为了加强学生对牛顿流体和非牛顿流体的认识,本文根据牛顿流体与非牛顿流体流动特性差异,设计制作了表现牛顿流体和非牛顿流体层流流速分布差异的演示仪器;利用自行研制的示踪液体演示了非牛顿流体和牛顿流体运动过程,直观的展示了牛顿流体与非牛顿流体层流流速分布的差异。     

泵站水泵吸水室内水动力学特性分析

取水泵站内产生漩涡和泥沙沉积是影响泵站效益发挥的两个重要问题。该文以巴基斯坦拉合尔地区南迪普电站的取水泵站为研究对象,采用物理模型试验和CFD(computational fluid dynamic)相结合的方法,研究了吸水室在设置M型防涡装置后,水泵吸水管内及进水流道内的水动力学特性。结果表明:基于CFD的模拟技术,成功重现了吸水管内涡核区的分布;当设置M型防涡装置后,吸水管内最大涡流角为4.82°,相对无防涡装置时,降低了72.69%;通过定义流速的标准差定量的表证水流均匀性,同时,解释了M型防涡装置的消涡机理。该研究为大型取水泵站的设计提供了有益的参考。     

大型渡槽设置隔震支座效果分析

由于缺少动力特性资料及实际运用经验,我国渡槽抗震设计无可遵循 , 因此,研究大型渡槽的减隔震问题,具有十分重要的现实意义。针对南水北调工程中某渡槽结构,利用双线性模型对铅芯橡胶隔震支座的非线性滞回恢复力曲线进行模拟,以有限域内附加质量法考虑水体对渡槽槽身的动力作用,进行了不同支座结构地震反应的比较分析。结果表明隔震支座可以有效降低结构的地震响应,提高结构的抗震能力,成果可为渡槽的隔震设计提供参考。     

基于概率统计理论的泥沙起动流速研究

为充分考虑泥沙起动的随机性,基于相对暴露度概率密度分布,结合瞬时水流流速及床面泥沙颗粒排列的随机特性,并采用泥沙滚动起动模型,建立了适用于散粒体及黏性细沙统一起动流速公式。通过与实测资料及经典的泥沙起动公式比较发现,本文公式计算值与实测资料吻合更好,验证了该公式在预测散粒体及黏性细沙起动流速的可靠性和优越性。     

比重瓶法测验低含沙量误差分析

在河流水文测验、河工模型试验、水质评价及工农业取水中,通常采用比重瓶法测验含沙量。在含沙量较小时,因水中溶解质含量较大,用比重瓶法测验得到的含沙量往往大于实际含沙量,但测验者常常怀疑测验过程或测验仪器出现误差,而忽略其真正原因。通过某城市供水沉沙池试验的含沙量测验发现,影响低含沙量测验误差的潜在原因就是浑水中溶解质含量,它对含沙量的影响远远大于水体自身含沙量;此外,温度测验误差对含沙量的影响较大,并且含沙量越小,温度测验误差对含沙量的影响越大。基于此,提出了比重瓶法测验低含沙量的改进方法,得到了与烘干法基本一致的测验结果,为低含沙量测验提供了一些借鉴和参考。     

白龙江锁儿头水电站凸岸引水防沙试验研究

小水电工程因河床比降大,库容小,水头低,水流湍急等特点,给电站引水防沙带来较大问题.白龙江锁儿头水电站因库容仅40万m3,库沙比为0.3,电站取水口布置在凸岸等不利条件,使水电站引水防沙问题更为突出.通过模型试验,对水电站取水口拦排沙设施进行了优化完善,模拟电站正常引水防沙运行和泄空冲刷运行表明:采取合理、有效的工程设施,布置在凸岸的取水工程也能达到良好的引水防沙效果.     

渭河下游河床演变特征及其淤积上延分析

在实测资料的基础上，论述了渭河下游的淤积现状及河床演变趋势，并从河道累积淤积量对洪水位的影响及河道淤积断面间的冲於变化情况两方面论证了渭河下游的淤积上延范围，两者分析结论一致。     

泄水建筑物下游冲刷坑二维数值模拟

对巨亭水电站泄水建筑物下游局部冲刷过程进行了二维数值模拟。采用RNG k-ε湍流模型封闭N-S方程、有限体积法在计算网格上离散求解、VOF方法追踪自由水面;采用C语言编写用户自定义函数,以泥沙起动切应力作为床面泥沙起动判别标准,通过分析比较水流剪切力与泥沙起动切应力大小,用以控制冲刷坑底部边界变化;采用局部重构模型和弹簧光顺模型更新计算区域和网格质量,藉以模拟和追踪局部冲刷坑边界变化。研究表明,模拟结果与实测资料符合良好。在冲刷坑的冲刷过程中,床面剪切应力随着冲刷的进程急剧减小,湍动能随着冲刷的进程减小缓慢;床面剪切应力和湍动能沿程变化均较为剧烈,床面剪切应力沿程先增大后减小,床面湍动能则沿程减小。冲刷坑的纵向平衡形态或床面泥沙起动主要决定于床面剪切应力,床面湍动能对泥沙起动也具有重要影响。     

南迪普电站温排水影响数值模拟研究

为了评估电站的温排水对自然水域的影响,通过对巴基斯坦南迪普联合循环电站取排水系统进行平面二维数学模拟,对温排水水体的速度场和温度场进行了计算,并与物理模型试验结果进行了对比验证.结果表明:应用温排水运动的平面二维数学模型对宽浅河道进行温排水影响计算,可以较为准确地模拟温排水对自然水域的影响程度,并可对取排水工程布置方案...