轴流式转轮三元粘性流动数值计算

为进一步提高轴流式转轮的设计精度与性能,采用时均Navier-Stokes控制方程,标准k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,对一轴流定浆式水轮机转轮内三元粘性流动进行了数值模拟。提出了水力损失计算方法,获得了转轮的预测效率。分析了转轮内部流场分布规律,建立了叶片表面压力在包角范围内的变化曲线,有助于认识转轮内真实流动现象,为改善设计提供可视化数据支持。     

沙水中轴流式水轮机的优化设计及其CAD系统

本文作者从流体动力学出发 ,依据多相流动理论 ,研究了轴流式水轮机过流部件中的沙水运动、泥沙磨损机理及流动特性 ,分析它们之间的关系 ,优化流道参数。并利用奇点分布法来设计轴流式水轮机转轮叶片 ,开发出了轴流水轮机的转轮叶片水力设计的CAD系统 ,给出一具体算例。     

沙水中轴流式水轮机的优化设计及其CAD系统

本文作者从流体动力学出发，依据多相流动理论，研究了轴流式水轮机过流部件中的沙水运动，泥沙磨损机理及流动特性，分析它们之间的关系，优化流道参数，并利用奇点分布法来设计轴流式水轮机转轮叶片，开发出了轴流水轮机的转轮叶片水力设计的CAD系统，给出一具体算例。     

混流式转轮非粘性流动与边界层的迭代计算

本文提出了一种利用转轮非粘性流动与边界层相互迭代计算混流式转轮粘性流动的数值方法。非粘性流动计算采用准正交面法，边界层计算采用积分法。文中给出了计算模型、数值方法及步骤，并给出了一个低比转速混流式转轮的流动解。     

混流式转轮非粘性流动与边界层的迭代计算

本文提出了一种利用转轮非粘性流动与边界相互迭代计算混流式转轮粘性流动的数值方法，非粘性流动计算采用准正交面法，边界层计算采用积分法。文中给出了计算模型、数值方法及步骤，并给出了一个低比转速混流式转轮的流动解。     

三维湍流流动计算方法在中小型混流式转轮增容改造中的应用

针对连续某电站水轮机转轮增容改造,基于k-ε模型的全三维湍流计算技术在流动计算中的应用,给出了混流式转轮在贴体坐标系下的湍流计算的基本方程组。应用该方法编制的程序对该电站水轮机转轮进行了优化后的主要流动计算,并设计制造出了新转轮。经实际运行验证,达到了预期性能,效果很好。     

带翼缘剪力墙有效翼缘宽度的解析解与简化公式

为了研究高层建筑结构中带翼缘剪力墙有效翼缘宽度的取值,本文基于能量变分原理,推导了剪力墙翼缘截面正应力的解析表达式,并依据应力等效原则计算了弹性阶段有效翼缘宽度的解析解。采用有限元方法对一组T形截面剪力墙进行了参数化分析,描述了有效翼缘宽度随加载过程的变化规律。通过引入无量纲剪滞系数β定量描述了剪滞效应随不同设计参数的变化规律。根据有限元计算结果,拟合出了不同受力阶段剪滞系数的经验计算式,考虑边界条件的约束构造出了描述正应力分布的曲线函数,进而推导出不同受力阶段有效翼缘宽的简化计算公式。通过与有限元计算结果的比对验证了简化公式的准确性,为工程设计提供参考。     

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．     

水泵水轮机泵工况流动结构演变对驼峰特性的影响

为了揭示水泵水轮机在泵工况流动结构演变对特性曲线驼峰特性的影响,采用SAS湍流模型对多个工况点的流态进行全流道数值模拟,得到两者之间的关联性.结果表明,当水轮机在40%~80%最优流量运行时,导叶内发生旋转失速;当流量低于40%最优流量时,转轮进口产生的回流涡结构在尾水管边壁侧产生螺旋回流阻碍过流,并改变转轮叶道在空间上的过流能力,进而改变转轮出流特性;转轮出口下环侧流速降低,使导叶所有叶道均产生剧烈流动分离,导致旋转失速消失,并产生回流流入转轮.转轮进口回流涡结构的出现,改变了水轮机内的流动分离特性,使水头损失突然增大,产生驼峰特性.     

轴流式转轮叶片优化设计数学模型的建立

本文采用最优化原理和ＣＡＤ技术，对轴流式水轮机转轮叶片优化水力设计进行了理论分析和应用研究。在转轮翼栅流体动力学理论分析基础上，建立了反映轴流式转轮叶片几何参数（ｌ／ｔ，ｄＢ，ｓ等），工作参数（ｎ１，Ｑ１，Ｈ，Ｄ１等）与特性指标（ｎｓ、σ等）之间变化关系的多目标约束非线性规划的优化水力设计数学模型。     

斜流式水轮机转轮叶片

本发明涉及一种斜流式水轮机转轮叶片，通过对斜流式水轮机的研究，采用系统设计，综合考虑水轮机性能指标与几何参数各特性间的影响，应用斜流式水轮机的设计方法和优化理论，对该叶片建立了合理的流动模型，利用准三元理论，通过对S1／S2流面进行迭代计算，设计制造出具有良好水力性能的斜流式水轮机转轮。     

火灾建筑的室温预测法

本文为《建筑物火灾烟气流动性状预测》系列论文之二。从建立记间热平衡式出发，导出以建筑物各房间室温为未知数的差分方程组，并与烟流解析，壁体传热解析联立进行，得到建筑物的温度分布。经计算与实测数据比较，证明预测计算是可靠的，偏安全的。     

刚性沉水植被水流的流速垂向分布

水流速度分布是植被水流动力学研究的基础问题之一。含有沉水植物的水流由于植被阻力的作用,其流速的垂向分布与不含水生植物的水流相比,具有很大的差异;在形态各异植被的影响下,其流动十分复杂,很难得到流速分布的解析表达式。在"圆柱型"植被流速分布的基础上,通过有限解析法逐段分析含有沉水植被水流的动力特性,考虑了沉水植被的垂向形态变化对植间水流的影响,得到了任意形状植被水深范围内的水流流速分布。通过与室内试验数据的比较分析,所用方法得到的结果与试验数据吻合很好,能够准确地反映植被间水流流速的垂向变化,并具有更为广泛的适用性。     

涡动力学诊断在贯流式水轮机数值模拟中的应用

为了研究贯流式水轮机中涡结构、涡演化和涡的相互作用,基于RNG k-ε湍流模型和涡动力学诊断方法的正则化螺旋度、边界涡量流(boundary vorticity flux,BVF)诊断等,对贯流式水轮机某工况下的涡旋运动进行数值研究。研究发现:水轮机转轮正面叶片进水边和轮毂靠近出水边处存在旋转方向和水流流动方向相反的涡旋,背面处轮毂靠近进水边存在旋转方向和流动方向相同的涡旋,水轮机转轮叶片上存在流动分离区以及BVF峰值区。涡动力学诊断在贯流式水轮机上的应用为水轮机转轮优化提供了全新的视角,为改变水轮机内流动情况提供了新的思路。     

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。     

悬臂T梁剪力滞现象的圣维南解析解

应用辛弹性力学的方法,将悬臂T梁的翼缘简化为平面应力板,推导了悬臂T梁在端部集中荷载、满跨均布荷载与线性荷载作用下宽翼缘部分的圣维南解析解,首次得到了闭合的多项式形式的圣维南解析解表达式。以一宽翼缘悬臂T梁为例,分别用推导出的解析解公式和有限元软件对此梁剪力滞系数进行了计算对比,验证了解析解表达式的正确性。这种方法丰富了悬臂T梁桥剪力滞的理论分析和简化计算。     

矩形狭缝内塑料熔体流动特性的解析分析法 (Ⅱ)流量及温度分布的完全解析解

在忽略粘温效应的前提下，根据已得出的速度分布完全解析解，求出了各种压力梯度下的流量及温度分布的解析解。这些解有助于了解塑料成型加工过程中熔体在矩形狭缝流道内的流动过程。     

沙河抽水蓄能电站技改转轮空化特性分析

沙河抽水蓄能电站投入运行多年,在机组检修期间发现两台水泵水轮机转轮存在空蚀缺陷.为了彻底解决此问题,文中基于对空化发生原因的分析,通过数值模拟对转轮进行了优化设计,并对优化后的转轮开展了模型试验.数值模拟结果表明,优化后的转轮压力脉动较小,效率水平较高,叶片表面压力分布均匀,最低压力分布合理,电站汽蚀余量NPSHp大于...     

超低水头轴流式水轮机反问题设计及水力特性研究

基于准三维的反问题设计方法,设计了可用于低水头可再生能源开发的超低水头轴流式水轮机的导叶和转轮叶片.导叶为等厚叶片,转轮叶片采用空化性能良好的NACA 66(MOD)翼型.设计中根据给定的进出口边环量分布及叶片表面载荷分布,在满足无撞击进口水流条件下,计算、调整叶片剖面翼型的拱度和安放角.为了验证设计方法的有效性,还对该轴流式水轮机进行了全流道的三维定常湍流计算.计算结果表明:流道内水流流动平顺,水力损失小,最高效率可以达到92.16%,且在较宽的水头变幅内,水轮机均具有良好的水力性能.