50 年来水力机电研究领域发展与回顾

50年来,中国水利水电科学研究院水力机电专业经过几代人的艰苦努力,研发能力得到极大的提高。在水力模型开发、测试技术和相关基础理论研究等方面取得了可喜的进展,目前是我国唯一专门从事水力机械应用基础和关键技术研究的国内外知名科研机构。本文从测试技术、机电装备技术和数值模拟技术3个方面,概述了我院近50年来在水力机电研究领域的发展过程和主要成果;回顾了水力机电研究领域建立、健全和成长的历史。最后简要阐述了水力机电研究领域今后的研究重点和发展方向。     

“补前修所未逮”——评郑春元先生的新作《侠客史》

《侠客史》一书最突出的特点是具有创新精神。该书从社会历史学的角度和文化背景上观照侠客的历史,寓学术性于比较完备的理论框架中,许多观点颇有见地,真正做到了“补前修所未逮”。     

CFD技术在水力机械研究中的应用

中国水利水电科学研究院水力机电研究所从20世纪80年代开展对CFD数值模拟技术在流体机械方面的研究，在水力机械的性能预测、泥沙磨损预测、气液两相流计算、非定常流计算及流体与强度计算的相互结合等方面取得了一些进展和一批成果。，最后从基础研究、应用研究两方面，提出了今后流体机械CFD研究领域的研究重点和发展方向。     

用创新的精神走好水电设备“走出去”之路

本文从中国水电建设趋势放缓、水电设备制造业能力过剩、低碳经济将促进新一轮水电开发及新兴经济体国家水电开发需求旺盛等几个方面论述了中国水电设备"走出去"的必要性,然后介绍了中国水利水电科学研究院在采用新产品、新技术、新工艺及"量体裁衣"创新设计方面的具体做法,并论证和分析了采用国际标准、发达国家的国家标准以及将先进的中国技术标准推向国际对中国水电设备"走出去"战略的保证作用,结合几年来的实践分析了人民币升值、国际金融风暴等变化给水电设备出口带来的风险及机遇,为中国水电设备"走出去"提出了技术创新及标准国际化的品牌战略。     

钟形进水流道吸水室的后壁距研究

基于标准的k-ε双方程紊流模型,采用SIMPLEC算法,在贴体坐标系下,通过求解三维雷诺平均的Navier-Stokes方程,对半圆形和蜗形两种钟形进水流道吸水室内部流动进行了大量数值模拟,并在流场数值模拟的基础上对这两种吸水室的后壁距进行了研究,给出了具有较好流场以及出口流速均匀度的后壁距范围和最优值:半圆形吸水室后壁距XT=(0.8～1.2)D0,蜗形吸水室后壁距XT≤1.3D0,最优值均为最大值.     

万家寨引黄工程用泵泥沙磨损评估

针对万家寨引黄工程用泵的运行条件，用有限元方法计算了立式单吸单级泵轮内的流场，并以陕西东雷南乌牛二级站的H4型水泵磨损情况为例，对万家寨引黄工程总干线一、二级泵站和南干线一、二级泵站采用单级泵时的磨损情况进行了初步预估．     

模型水泵浑水试验用沙的研究

在浑水水力机械模型通用试验台上利用LY—12型立式单吸单级离心泵进行了黄河沙和人工石英沙对泵水力性能影响的试验研究。试验结果表明,在泥沙粒径级配相近的情况下,两种泥沙对泵水力性能的影响基本相同。     

水力机械新技术的研究与应用

中国水利水电科学研究院水力机电研究所拥有三座具有国内领先水平的大型试验台，可从事水力机械能量特性试验、空化性能试验、飞逸特性试验、水压脉动特性试验、力特性试验、水流内特性试验、水泵-水轮机过渡过程特性试验等．近年来在承担三峡、二滩等国家重大工程的前期科研攻关任务的同时，结合市场需要，针对混流式水轮机、轴流与贯流式水轮机、离心泵、轴流泵、泥浆泵、贯流泵等研究开发了优秀水力模型．在模型试验技术、水力机械内部流动分析、抗磨防蚀技术、水力机械振动稳定性研究等方面，亦取得了具有重大学术价值的研究成果．     

水轮机转轮固液两相三维紊流计算及磨损预估

本文在两流体模型的基础上，使用贴体坐标的有限体积法，利用有科氏力修正的κ-ε-Ap两相流紊流模型建立了水轮机转轮内部的三维泥沙固液两相紊流计算模型。模型中求解了考虑压力对固粒相影响的时均Reynolds动量方程，并利用泥沙相的速度和浓度分布，数值计算了转轮的泥沙磨损。为了验证模型的可行性，用该模型计算了刘家峡HL001-25模型水轮机转轮内部的三维泥沙固液两相紊流流动，数值预估了转轮的泥沙磨损并与磨损试验结果进行了比较。     

液流中边壁附近的空泡溃灭研究

本文利用高速摄影方法观测了液流中的空泡溃灭过程,分析了空泡在流动系统中溃灭时的泡壁稳定性,和由于空泡射流挟带其表面分裂出的微小泡冲击边壁,从而使微小泡在高压强作用下溃灭,造成壁面破坏的可能性。本文还研究了液体粘性变化和液体挟带颗粒对空泡微射流速度及溃灭历时的影响