突扩突跌掺气坎底空腔长度计算

突扩突跌掺气坎的底空腔长度既与水力条件和底部掺气坎结构参数有关,也与侧墙掺气坎结构参数有关。以往的底空腔长度计算方法,均针对仅采用底部掺气坎,未设置侧墙掺气坎这类掺气设施,不能反映出侧墙掺气坎结构参数对底空腔长度的影响。本文基于射流微元体受力平衡法,提出了一种求解明流泄水道突扩突跌掺气坎底空腔长度的计算方法,该方法能够全面反映突扩突跌掺气坎底空腔长度受底部掺气坎、侧墙掺气坎结构参数和水力学参数的影响。通过与30组试验资料和已有研究成果的对比,表明本文提出的计算方法具有较高的精度。     

小底坡、低Fr数泄洪洞掺气坎体型优化研究

位于小底坡、低佛氏数泄洪洞上的掺气坎,其体型设计往往存在较大难度。为了查明小底坡、低佛氏数泄洪洞掺气坎体型优化设计的一般规律,采用大比尺的模型试验,对三维掺气坎进行了系统研究。小底坡上的掺气坎,可用过坎射流最高点至底板的距离Tmax和空腔回水作为其体型优化的主要目标,良好的掺气坎应使空腔回水最少时Tmax也较小。试验结果表明:Tmax的主要影响因素为平均坎高及掺气坎横断面的型式,平均坎高愈小,Tmax愈小;横断面为凸型的凸型坎,可以减弱出射水流横断面上水面线的凹形分布,能使Tmax相对较小;空腔回水的主要影响因素为平均坎高及坎高差,适当增加平均坎高及横向坎高差,对消除空腔回水有利;在小底坡掺气坎体型优化中,三维掺气坎较二维连续坎有明显的优势,特别是凸型坎,容易达到空腔回水少,同时Tmax也较小的优化目标。     

矩形明渠跌水量水试验研究（研究生论坛稿件）

明渠设置跌坎后形成自由跌落水流,其跌坎水深与明渠临界水深之比近似为一定值,即EDR(end-depth/critical-depth),利用这一关系可实现明渠流量的计量。EDR值与明渠的底坡和糙率系数有关。本文结合工程实际,利用模型试验对渠道底坡和糙率对EDR的影响进行了研究,并同国外的研究成果进行了比较。试验结果表明：随着坡度的增加,EDR逐渐减小;随着糙率的增加,EDR逐渐增大;试验数据资料表现出极好的相关性,相关系数为0.9830;根据本试验结果并结合国外试验结果,提出了矩形明渠测流的经验公式,流量计算平均相对误差小于1.35%。     

进水口前立轴旋涡的数值模拟及消涡措施分析

原设计方案试验发现溢洪道进口产生串通旋涡,为消除有害旋涡,在环形堰口对称布置3个防涡墩,结果表明消涡效果良好,可有效降低堰上水位,增大流量系数。采用RNG k-ε紊流模型对有无防涡墩两种情况进行模拟,再现了漏斗状吸气旋涡,计算结果与测量数据吻合良好,验证了旋涡模拟的可行性。从环量的角度分析了防涡墩的消涡作用,发现旋涡的形成存在一个环量随时间递增的过程,而防涡墩的设置可大幅度减小水流环量。对旋涡稳定时水面环量和涡量的变化规律也进行了分析,随着半径的增大,环量相应增大,涡量则减小。     

“拉拔可”水平旋涡型喷燃器的冷态空气特性试验报告

本文系在试验的基础上对“拉拨可”水平旋涡型喷燃器的结构和特性进行了分析,并结合具体设备情况对旋涡型喷燃器的气流旋转强度表达式加以探讨,建立了该型喷燃器的旋转强度和回流区最大直径的关系,最后还提出了旋转强度与回流捲吸量之间的关系。     

泄水建筑物反弧末端掺气坎的布置研究

在泄水建筑物中,为了减免在高速水流作用下过流面发生空蚀破坏,反弧段末端常常设置掺气坎.工程实践和科研表明,当掺气坎后为小底坡时,空腔内容易出现回水壅堵现象,减小了有效空腔长度,掺气效果不理想.采用数值模拟、模型试验的方法,对反弧末端掺气坎的布置进行了探讨得出:在泄洪洞反弧段末端设置底部掺气坎时,反弧段后附加离心力对底部空腔长度有显著影响.在反弧末段增加水平延长段后,反弧段下切点之后附加离心力具有过渡性质,随着附加离心力的减小,掺气坎后空腔长度有明显增加区间;水平延长段长度与反弧弧长的比在0.16范围内为空腔长度明显增加区间,在此区间内掺气坎后水流的水力特性得到了改善.     

旋流式竖井环形掺气坎的掺气空腔计算

通过试验对旋流式竖井的竖井段流速、压强等进行测量,计算了水流空化数.通过分析,明确了有必要在高水头旋流式竖井泄洪洞中设置掺气减蚀设施.针对旋流竖井环形掺气坎掺气空腔长度的计算问题,从旋流式竖井中水流微团的运动特点出发,运用抛射体理论,推导出旋流式竖井环形掺气坎掺气空腔长度的计算方法,同时将计算结果与试验数据进行了对比,表明给出的汁算方法具有一定的精度,可供工程设计参考.在设置环形掺气坎后,对下游竖井段时均压强影响较小,脉动压强有所增大但频率分布以5 Hz以内的低频为主,不会对井壁构成威胁.     

跌坎型底流消能工混凝土底板冲磨破坏机理分析

通过跌坎型底流消能工水力学试验和理论分析,研究了跌坎型底流消力池内底滚回流区、冲击区、附壁射流区水力特性及混凝土底板破坏机理,分析底板冲磨破坏类型分为大角度和小角度冲磨,并且分析比较了3个区域内临底流速之间的关系,得出临底流速的计算公式.     

坎深和入池角度对跌坎型底流消能工水力特性影响的试验研究

采用水力学试验方法,对跌坎型底流消能工的水流流态、时均动水压力分布以及临底流速进行了分析.并对影响消力池水力特性的跌坎深度和水流入池角度进行了研究.研究表明跌坎型底流消能工能有效改善消力池内的水力学指标,但跌坎深度和水流入池角度对其影响较大.因此,如何确定消力池的跌坎高度和水流入池角度是进行消力池设计的关键.     

漫湾水电站施工导流中的自由表面漏斗旋涡问题

本文介绍了漫湾水电站施工导流隧洞模型试验中在进口出现自由表面旋涡的成因,后果及为消除旋涡应采取的工程措施,对旋涡研究和工程设计有一定的理论和实用价值.     

反距离加权法流场矢量插值研究

为解决非结构网格下诸多水流模型计算所得流场(流速、水位和通量等)在后处理图中显示凌乱(不利于反映流场特征)的问题,运用反距离加权法对非结构网格的流场结果进行插值,得到任意目标结构网格下的流场值.该方法应用于实际工程中,插值结果与原计算结果吻合较好,满足工程精度要求.     

压电振动搅拌器内的流动可视化与流态分析

对压电振动搅拌器中的流动进行了可视化 ,并用相关法图像解析获得了搅拌器中流场的速度矢量图 ,用这些结果对搅拌过程及搅拌器中液体的混合机制进行了分析 .     

间断洪水波高精度数值模拟与应用

基于守恒型浅水二维方程,采用三单元模板的加权本质无震荡(WENO)格式插值界面两侧守恒变量,并采用Roe方法计算界面处数值通量,建立了平面二维溃坝水流数学模型.为使模型总体精度不致因为时间离散而降低,源项采用三阶Runge-Kutta方法进行处理,时间步进采用自适应步长法.验证结果表明数学模型计算结果与精确解基本一致,间断处数值解无明显震荡,具有高分辨率和高精度.数学模型应用于坝体溃决后水流在干河床上运动、河道部分堤防溃决后水流同时在河道以及洪泛区的演进过程以及天然复杂地形条件下实际工程溃堤方案的比选等预测计算.     

湖泊水库垂向二维水温分布预测

在湖泊水库大水体研究中引入K-ε模式,将水动力方程与水温方程耦合建模,合理考虑了水流运动与水温分布的相互影响。水温模型中对水面热交换及太阳辐射在水体中的透射等进行了细致处理。模型解法上,采用具有自动迎风效应的混合有限分析五点格式,通过红枫湖垂直剖面二维水温分布实例研究,结果表明,水流流场预测合理,枯丰水期水温分布预测效果良好。     

室内污染物质扩散数值模拟的有限元法

介绍了一种预测室内空气污染浓度分布的数值方法，算法有一定特点，即：流动用时均流方程及ｋ—ε模型来描述，用有限元法离散基本方程，用罚函数法处理不可压缩条件，与罚函数对应的项采用降阶积分，对ｕ—ｖ方程与ｋ—ε方程交替进行计算。用作者编制的程序对室内有污染源时污染物质的扩散进行了计算，与国外的同类计算相比，结果较好。     

长江土脑子河段曲线二维动床模型研究

采用控制体积法与SIMPLE算法对一般曲线坐标下控制方程进行离散和求解,建立了长江土脑子河段曲线二维动床模型.模型控制方程离散时物理量布置采用非交错网格,避免了采用交错网格时所需的大量插值计算,提高了计算效率.模型较全面地考虑了非均匀悬移质及推移质运动,具有较好的普遍适用性.通过长江土脑子河段三峡水库蓄水以后2004年3~6月实测水沙资料对模型进行了验证,计算结果表明模型能够合理地反映土脑子河段水沙运动及河床变形规律.     

液力变矩器三维粘性流动的计算

根据吴仲华教授关于叶轮机械两类相对流面的三维理论,推导了适合于液力变矩器内部粘性不可压缩流体的流线迭代法计算方程及公式,编制了变矩器粘性三维流动计算的流线迭代法通用程序。利用所编程序,对T-543变矩器内部流场进行了计算,并与试验结果作了比较。     

建筑物环境风场数值模拟

应用紊流大涡模拟方法对建筑物环境风场进行了数值模拟.采用尤拉观点引入大涡模拟法作为风场的紊流模式,并采用SIMPLE法求解环境风场流场.数值计算结果与实验符合较好,表明紊流大涡模拟比标准的k-ε紊流模式具有较高的可靠性.     

Flow computations of multi-stages by URANS and flux balanced mixing models

The quasi-steady methods based on mixing models have been widely applied to flow computations of turbomachinery multistages in aerospace engineering. Meanwhile, the unsteady numerical simulation has also been used due to its ability in obtaining time-dependent flow solutions. In the paper, two different mixing treatments and the corresponding flux balanced ones are presented to exchange the flow solutions on the interfaces between adjacent blade rows. The four mixing treatments are then used for flow computations of a subsonic 1.5-stage axial turbine and a quasi-1.5-stage transonic compressor rotor. The results are compared with those by unsteady numerical method, which is implemented by using the sliding mesh technique. The effects of the quasi-steady and unsteady computation methods on the conservation of flow solutions across the interfaces are presented and addressed. Furthermore, the influence of mixing treatments on shock wave and flow separation of the transonic compressor rotor is presented in detail. All the results demonstrate that the flux balanced mixing treatments can be used for multi-stage flow computations with improved performance on interface conservation, even in the complex flows.     

Prediction of elevator traffic flow based on SVM and phase space reconstruction

To make elevator group control system better follow the change of elevator traffic flow (ETF) in order to adjust the control strategy,the prediction method of support vector machine (SVM) in combination with phase space reconstruction has been proposed for ETF.Firstly,the phase space reconstruction for elevator traffic flow time series (ETFTS) is processed.Secondly,the small data set method is applied to calculate the largest Lyapunov exponent to judge the chaotic property of ETF.Then prediction model of ETFTS based on SVM is founded.Finally,the method is applied to predict the time series for the incoming and outgoing passenger flow respectively using ETF data collected in some building.Meanwhile,it is compared with RBF neural network model.Simulation results show that the trend of factual traffic flow is better followed by predictive traffic flow.SVM algorithm has much better prediction performance.The fitting and prediction of ETF with better effect are realized.