双向贯流泵泵站进(出)水池流道数值模拟

双向贯流泵泵站进(出)水池流道的设计是整个泵站设计的重要组成部分.为了优化水力设计,基于雷诺时均方程和标准k-ε模型,在压力和速度耦合的情况下,采用SIMPLEC算法,对双向贯流泵泵站进(出)水池流道内三维不可压缩湍流流场进行模拟,揭示了流道内部的流动形态.研究结果为优化设计提供了依据.     

双向贯流式水泵水力特性的试验研究

通过试验研究了双向贯流式水泵的能量特性 ,分析了影响双向贯流式水泵效率提高的主要因素 ,为进一步设计合理高效的双向贯流泵叶片提出了几点建议 .     

可逆水泵水轮机内部流场计算与稳定性分析

要优化水泵水轮机转轮设计,应了解包括转轮在内的水泵水轮机全流道的流动特性。提出了按水泵给定流道参数和转数,从水轮机方向计算叶型的全三维逆向设计方法。采用三维不可压紊流的连续方程与动量方程和紊动能与耗散率方程对内部流场进行研究计算。选用高水头可逆式水泵水轮机进行了全流道双向三维湍流数值模拟与稳定性分析。由于在设计中综合考虑了水泵和水轮机的双向流动特性,设计转轮有较好的效率。     

水泵水轮机泵工况小流量波动特性

为了研究水泵在水轮机泵工况小流量下的流场特性,对某电站水泵水轮机进行建模.采用SIMPLEC算法和剪切压力传输模型（SST k-ω）模拟泵工况的流场特性,分析当泵工况活动导叶处于设计开度时在小流量下转轮、导叶的流场,结合实验对水泵水轮机的性能进行对比计算.结果显示,在导叶设计开度下当体积流量为设计流量的15%～53%时扬程曲线有小幅度波动;流量越小在导叶间的类似射流现象越明显,随着流量降低涡结构逐渐增多并且尺度逐渐变大,以至于充满整个活动导叶与固定导叶之间的流域;导叶的存在是小流量下扬程小幅度波动的主要原因.以上结论均可为水泵水轮机的优化设计提供依据.     

混流式水轮机转轮紊流流场的计算机仿真

基于雷诺时均N-S方程和Realizablek-ε紊流模型,采用有限体积法,在拼片式块结构化网格上建立离散方程,选择二阶中心差分及二阶迎风差分格式作为空间离散格式,采用全隐式时间积分方案进行时间域离散.用全隐式多网格耦合技术求解离散方程.用CFX-TASCflow流体流动分析软件,对一个混流式模型转轮进行了三维非定常紊流计算,数值模拟了转轮内部三维紊流流场,得出了设计工况下的三维流场分布.应用计算机仿真技术对转轮进行流态分析,可以减少模型试验的次数,提高转轮的性能,从而缩短设计周期,降低成本.     

混流式水轮机转轮紊流流场的计算机仿真

基于雷诺时均N—S方程和Realizable k-ε紊流模型,采用有限体积法,在拼片式块结构化网格上建立离散方程,选择二阶中心差分及二阶迎风差分格式作为空间离散格式,采用全隐式时间积分方案进行时间域离散．用全隐式多网格耦合技术求解离散方程．用CFX-TAScflow流体流动分析软件,对一个混流式模型转轮进行了三维非定常紊流计算,数值模拟了转轮内部三维紊流流场,得出了设计工况下的三维流场分布．应用计算机仿真技术对转轮进行流态分析,可以减少模型试验的次数,提高转轮的性能,从而缩短设计周期,降低成本．     

CFD在船舶喷水推进器设计与性能分析中的应用

为进一步深入研究喷水推进器的性能,讨论了计算流体力学作为一种先进手段在喷水推进器设计和性能分析中的应用.通过求解雷诺时均的控制方程,计算了某喷水推进泵和"喷水推进器 船体"的流场.利用计算流体力学(CFD)的后处理技术,分析了喷水推进泵的流动特点,发现了泵设计的不足并提出了可改进之处.CFD方法分析"喷水推进器 船体"流动特性比传统理论方法更准确、细致、方便.借助CFD工具,可在模型试验之前对喷水推进器的设计进行深入分析和优化设计,还可完成性能预报.     

关于斜流泵的开发与研究

本文根据日本有关斜流乘的资料,简述了斜流泵的构造、性能、适用范围、转轮的内部流场测量与数值计算,性能试验等方面的研究状况。提出了在云南省开发与研究斜流泵的必要性。给出了由我系与昆明水泵厂联合开发的横轴、卧式斜流泵的结构图。     

70m水头段贯流混流式水轮机转轮设计研究

本文对应用于７０ｍ水头段的贯流混流式水轮机转轮设计提出了具体方案,并根据转轮流场计算结果得出其方案优越于同水头段的现代混流式转轮的结论。     

泵作透平定常流动数值计算

为了更好地研究离心泵作透平的内流特性,基于标准k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,应用CFX流场仿真软件对不同工况下的泵及泵作透平进行了数值计算,得到了不同工况下泵和泵作透平的外特性,并分析对比设计工况下泵及泵作透平的内部流动规律。结果表明：泵作透平过程中,其内部流场特征较泵发生了较大的变化。在最优工况下,透平的效率要比泵的效率高,且透平内部流场压力、速度等较泵分布更为均匀,在叶轮流道内能量发生了较大的变化,使用CFD技术可以很好地研究泵作透平的流动特性。     

提高轴流泵抗汽蚀性能关键技术的综述

通过对轴流泵汽蚀破坏机理的分析研究,以轴流泵的汽蚀基本方程为出发点,分析了轴流泵产生汽蚀的原因,提出了抑制轴流泵空化和汽蚀的关键技术措施.可得出在确定转轮的结构参数时,采取（1）适当地增大转轮叶片低压处的直径,有利于减少汽蚀.（2）转速较低的水轮机以及离心泵,可适当加大下环的圆弧半径R2,使叶片的负荷分布较均匀,并适当地改变低压侧叶片的位置,以减少空泡的凝聚（3）采用优化了的叶型等性能以抑制空化与汽蚀的发生,从而为提高轴流泵汽蚀性能和优化设计及其应用奠定理论基础.     

Pressure fluctuation propagation of a pump turbine at pump mode under low head condition

Pressure fluctuation at the vaneless space and vanes passages is one of the most important problems for the stable operation of a pump turbine.The fluctuation appears in any operating condition.Much research has been done on the pressure fluctuation of hydraulic machinery.However,the details of pressure fluctuation propagation of the pump turbine at the pump mode have not been revealed.The modern pump turbine with high water head requires the runner to be"flat",which would induce pressure fluctuation more easily than the low head pump turbine.In this article,a high head pump turbine model is used as the research object.As the pressure fluctuation at off-design point is more serious than at the design point,the low head condition is chosen as the research condition.Pressure fluctuation at the vaneless space and vanes passages is predicted by the computational fluid dynamics method based on k-?shear stress transport model.The experiment conducted on the test rig of the Harbin Institute of Large Electrical Machinery is used to verify the simulation method.It proves that the numerical method is a feasible way to research the fluctuation under this operating condition.The pressure fluctuation along the passage direction is analyzed at time and frequency domains.It is affected mainly by the interaction between the runner and vanes.In the circumferential direction,the influence of the special stay vane on the pressure fluctuation is got.The amplitude in the high-pressure side passage of that vane is lower than that in the other side.The study provides a basic understanding of the pressure fluctuation of a pump turbine and could be used as a reference to improve the operation stability of it.     

基于CFD的水泵水轮机压力脉动分析

针对水泵水轮机的压力脉动问题,采用计算流体力学进行了全流道数值分析。在活动导叶以及转轮之间的无叶区沿圆周方向设置61个监测点,并且对水轮机工况以及水泵工况分别采取不同工况进行压力脉动分析,对比分析不同工况的流场与压力脉动之间的联系。结果表明,水轮机工况以及水泵工况无叶区压力在时空尺度上均呈现周期性分布,水轮机工况压力分布主要由转轮叶片所决定,水泵工况压力脉动主要由活动导叶决定。水泵工况压力脉动强于水轮机工况。     

可逆式水轮机水泵断电变工况研究

针对抽水蓄能电站稳定性的要求,利用可逆式水轮机水泵工况断电过程中蜗壳出水边的压力始终保持恒定(水轮机工况的水头)、机组转速连续变化这一规律,在Fluent软件中变换转轮的边界条件设置,达到模拟可逆机水泵断电不同工况点水力变化的目的。计算时采用雷诺时均方程和RNG k-ε湍流模型,压力和速度耦合采用半隐式方法(SIMPLEC)算法。数值实验结果直观地反映了不同工况点叶片表面的压力分布、蜗壳内部的流场漩涡分布、水力损失等,对可逆式水轮机的转轮设计和结构优化有一定的参考价值。     

Dynamic instability of a pump-turbine in load rejection transient process

Load rejection is one of the most crucial transient processes in pump-turbines. However, only a few achievements on the internal flow mechanism of pump-turbines in load rejection processes have been presented. In this study, firstly, the load rejection process in a pump-turbine was simulated with a three-dimensional unsteady turbulent numerical method using the technology of dynamic mesh and the user-defined functions in the FLUENT software. The rotational speed predicted through numerical simulation agrees well with experimental data. Secondly, based on numerical simulations, a dynamic instability in the load rejection process was found and presented that the pressure and performance characteristics, including hydraulic torque on the runner and the discharge, fluctuate in the overall trend. Meanwhile, all the performance characteristics and the pressure fluctuate sharply near the operating condition points, where hydraulic torque on the runner is equal to zero or reverse flow is maximum at reverse pump conditions. Finally, the time-frequency features and formation mechanism of the dynamic instability were analyzed emphatically. The analysis of the internal flow in the pump-turbine reveals that dynamic instability in the load rejection process are mainly caused by the vortex flow in the tandem cascades regions. Furthermore, the possible methods to improve the dynamic instability in the load rejection process were recommended.     

注塑模集成设计系统的研究

通过总结流道系统的设计知识,结合基于特征的设计、专家系统技术和CAE分析工具,对流道系统进行完整全面的设计．利用专家系统进行流道和浇口的初始设计,采用CAE工具C-MOLD和评价目标函数,进行流道和浇口的优化设计,并总结流道和浇口的形状特征,最终建立流道系统的特征和实体模型．这一方法已很好地应用于构造新一代注塑设计制造系统中．     

八盘峡电站D179a转轮的多目标优化设计

D179a转轮是专门针对八盘峡电站5号机组，利用多目标优化设计方法开发的一个性能优良的转轮．实践证明．该转轮比瑞典原KV4转轮的效率明显提高且空化性能优良，其最优工况效率提高2．2％达到94．4％，额定工况效率提高2．7％达到92％．