管道余压发电装置导流罩水动力特性研究

稀油注水开发作为常见的二次采油方式广泛应用于油田生产现场,为满足端点井口不同注水压力的需求,注水干线保持较高的压力,管网中存在丰富的余压能。一种新型管道余压水轮机发电装置,在装置进口安装流线型导流罩减缓水动能流失。利用双三次曲线函数对渐变径流线型导流罩的内壁流线型曲线进行划分,通过理论计算和fluent仿真模拟导流罩的水动力性能,寻求最佳尺寸参数区间,并通过试验数值进行验证,探索管道余压发电水轮机进端导流罩水动力性能和变化规律,为实际的导流罩设计工作提供指导。     

基于CFD的直线型导流罩加速性能研究

为了优化某种轴流式浪流发电机导流罩的加速性能,研究其主要的结构参数对加速性能的影响。采用数值模拟与实验设计相结合的方法,选取扩口段长度、中间段长度和开口张角为主要因素。选取L9(34)正交表,得到9组方案,在FLUENT中建立出不同结构参数的下的导流罩数值模型,以导流罩的增速性能为评价指标,对直线型导流罩进行正交试验。通过极差分析法,探索主要结构参数对其加速性能影响规律,得出对其加速性能影响的主次顺序,最终得出当扩口段长为1 000 mm、中间段长度为800 mm、开口张角为15°时为最优的参数组合。为轴流式浪流发电机的导流罩设计提供参考依据。     

折线型悬浮导流罩的水动力设计

为提高一种可根据海流方向做自适应调整的轴流悬浮式潮流能水轮机结构的运行效率,设计了对水轮机外围加装带外包络的三段式导流罩结构,采用数值仿真方法对该导流罩结构进行水动力性能分析,并结合模型试验进行验证。数值仿真结果表明,收缩段和扩散段都为15°攻角的折线型导流罩的水动力性能良好,带导流罩比未带导流罩在相同工况下水轮机输出功率提高30%左右;模型试验得到与数值模拟相近流场数据,证明该导流罩结构收缩段和扩散段的形状阻力相对较小,直线段流速稳定,导流聚能效果明显,为与该水轮机结构相匹配的最佳三段式折线型导流罩结构。     

活动式导流板导流效果的数值模拟分析

为了对活动式导流板的导流效果进行深入研究,在现有研究的基础上,建立了二维流函数-涡量数值模型,研究了不同长度垂直布置的单个导流板的流速场和涡量场.结果表明:导流板上游面流速逐渐增大,板头处最大,流向也逐渐改变;导流板后出现回流,旋涡区范围随导流板占河段宽度比例的加大而加大,涡量在导流板板头处较大.     

用于潮流能双向发电的导流装置性能研究

为解决受叶片翼型的影响而导致发电设备在一个潮流周期内平均效率下降的问题,提高发电设备总的输出功率,对一种可将潮流双向流动转换为单向流动的双向导流装置进行了研究分析。首先,建立了发电装置输出功率的数学模型,采用数值分析的方法研究了圆角半径对双向导流装置内部流场、阻力系数k、流速比以及水轮机输出功率的影响,随后进行水下拖拽试验,测试双向导流装置的实际效果。研究结果表明:当R<1.4 l时,增大过渡圆角半径有利于降低流动阻力损耗,改善流速分布不均的情况,提高双向导流装置的性能。在相同负载条件下,潮流流速为1 m/s时,加装双向导流装置后,负载上的平均电功率比裸叶片提高了79%。双向导流装置能够避免潮流反向带来的负面影响,显著提高发电设备在一个潮流周期内的平均输出功率。     

潼南水电站工程施工导流规划与设计

结合潼南水电站工程,简要介绍了施工导流规划设计有关内容,供设计参考。     

一种可调式增氧导流装置应用效果研究

介绍了一种应用在氧化沟工艺中的增氧导流装置。试验证明,该装置具有增强曝气设备对水体中的充氧能力,调整水体底边流速,防止活性污泥沉降。试验还表明,随着该装置浸没深度、安装角度及其与曝气装置的安装距离等参数的调整,水中溶解氧浓度和水流速度也相应发生变化。因此该装置可通过调整,来适应不同污水水量和水质条件,以使氧化沟始终处于良好的运行状态。     

泵站进水池翼型导流板整流特性数值模拟

基于CFX求解器,针对具有通航功能的某小型闸站式侧向进水泵站进水池内的不良流态,开展了翼型导流板正交试验数值模拟研究.计算结果表明:无整流措施下,进水池流态紊乱,1～3号进水池存在大尺度的回旋区,流速分布不均匀,轴向流速分布均匀度仅为76.84％;在离进水池进口1 D处设置4个仰角为25°的翼型导流板,进水池大尺度回旋...     

明渠突发水污染导流退水工况的模拟

我国是一个水污染事故多发的国家,在南水北调工程全面通水前,需要提前针对可能发生的突发水污染事故开展研究。通过利用SMS水动力学软件,以中线某段为例,模拟分析明渠中水的流动状态及突发水污染时污染物的扩散过程;并在此基础上分析采用设置导流坝配合退水渠进行污染团导流的应急处置效果。以期为渠道管理和污染事故处理提供理论和技术支持。     

三峡永久船闸输水廊道水动力学特性研究

该文对三峡永久船闸末级闸首阀门段输水廊道进行了数值模拟,对阀门段输水廊道的内部水流流动特征进行了分析,并研究了阀门后廊道顶部的压力特性,分析比较了以不同速率开启阀门及不同开度下紧急关闭对阀门段输水廊道内部流场的影响。将二维结果与三维结果及实验结果进行对比,变化趋势基本一致,验证了边界条件提法的合理性及数值方法的可行性。该研究对永久船闸阀门开启速率及紧急关闭时阀门开度选择具有一定的指导意义。     

湖泊水动力特征与数值实验模拟研究综述

回顾了国外湖泊水动力数值模拟研究的主要成果 ,以及国内关于流场、定振波和波浪研究等方面的主要成果 ,指出湖泊水动力学的主要发展趋势为湖泊水动力模型与大气边界层模型、物质传输模型的耦合 ,建立全面、系统、适用性更强的数值模型。最后提出 ,应将湖泊水动力学与大气动力学、现代沉积学、生态环境动力学结合起来 ,以使我国湖泊学的研究得到进一步的发展     

泵站前池导流板整流措施数值模拟研究

针对前池流场是具有强紊动的自由表面流动的特点,CFD数学模型应用VOF方法,采用Realizablek-ε的紊流模型。以导流板设置位置、倾斜角度与板下悬空高度为因子拟定多个数值试验工况,通过数值模拟分析比较整流效果,给出了较合理优化的导流板布置方案。     

Hydrodynamic performance of a vertical-axis tidal-current turbine with different preset angles of attack

The instantaneous angle of attack on the blade has a significant effect on the hydrodynamic performance of a vertical-axis tidal-current turbine with straight blades. This paper investigates the influence of different preset angles of attack on the hydro-dynamic performance of a three-bladed, vertical-axis, tidal-current turbine both experimentally and numerically. Experiments are carried out in a towing tank. This tested turbine’s solidity is 0.1146. The preset angles of attack on the blade are -3°, 0° , 3° , and 5°, in the experiments. Experimental results show that with the increase of the preset angle of attack from -3°, to 5° , the hydrodynamic performance of the turbine is improved significantly with the power coefficients being increased from 15.3% to 34.8%, respectively. Compared to the result of a 0° preset angle of attack, the performance of the turbine with positive preset angles of attack is experimentally demonstrated to be beneficial. This performance improvement is also shown by numerical     

平原河网的水动力学及泥沙模型研究

介绍了近年来平原河网数值模拟的研究情况，对各模型及其数值模拟方法进行了简要评述．     

锚碇碟形网箱群的水动力分析

深海网箱养殖是未来开发海洋牧场和满足人类日益膨胀的物资需求的有效手段。碟形网箱因其结构稳定、抗风能力强和养殖空间较大等优点而具有良好的前景。参考某碟形网箱具体参数并应用OrcaFlex水动力分析软件建立碟形网箱群的水动力分析模型,结合南海极限海况,基于凝集质量法和Morison公式等理论基础对该碟形网箱群在不同浪向和流向组合下的系缆系泊张力以及网箱浮框倾角进行了时域耦合分析并提出了若干工程建议,对网箱的安全建设具有一定的指导意义。     

叶片包角对高比转速离心泵水力性能的影响研究

高比转速离心泵流道宽大,包角的大小将直接影响其水力性能。基于N-S方程和RNG k-ε湍流模型,对5种不同的叶片包角模型在多种工况下分别进行了数值模拟计算分析,以对不同包角下的外特性变化趋势、叶轮内部的三维流线以及湍动能变化规律进行研究。研究结果表明:(1)随着叶片包角的增大,离心泵的最高效率点表现为先增加后减小,扬程随着流量的增大而下降,当包角增大到一定限值时,下降的幅度最为明显;(2)离心泵叶轮流线在相同的流量下,随着叶片包角的增大,流线愈发平顺光滑且越趋于叶片线型时,叶轮的总压随包角的增大而逐渐减小;(3)在设计工况下,低速区主要集中在叶轮进口的叶片工作面处,随着叶片包角的增大,湍动能逐渐减小;(4)当叶片包角在110°附近时,该泵的水力性能即达到最优。研究结果可为今后对高比转速离心泵的研究提供一定的参考。     

灯泡贯流泵装置的优化水力设计

采用CFD理论应用Fluent软件对某低扬程泵站灯泡贯流泵装置进行了三维湍流数值模拟及其优化水力设计,并采用透明流道模型试验验证了该优化设计.研究结果表明:灯泡贯流泵进、出水流道的控制尺寸及过流边界的形线对贯流泵装置的水力性能具有较为明显的影响;借助于三维湍流数值模拟方法可逐步优化其水力性能,且在设计流量下工作时的流道水力损失可控制在较小的范围内.前置灯泡贯流泵装置具有更好的水流条件,其水力 性能优于后置灯泡贯流泵装置.采用数值模拟得到的贯流泵装置流道的内部流态及其水力损失与流道模型试验得到的结果基本一致,表明采用数值模拟方法得到的灯泡贯流泵装置优化水力设计的结果是可信的.     

考虑橡胶坝影响的水动力学模型

为提高含堰坝河段水动力模拟精度,建立考虑橡胶坝复杂调度条件的水动力学模型。基于Preissmann四点隐式差分格式离散方法,构建橡胶坝数值模拟计算流程并进行逻辑判断,采用替代法思想处理含有橡胶坝的河道,求解一维河道水动力学离散方程组。用淠河流域下游六安城区河道橡胶坝的实际洪水过程对模型进行验证,针对近年来淠河流域发生的典型洪水过程,分别对橡胶坝塌坝与不塌坝两种不同工况进行数值模拟。结果表明：考虑橡胶坝塌坝模拟的计算结果可以较好地拟合淠河流域的实测数据,模型可以有效模拟橡胶坝调度影响下的洪水演进过程,提高洪水期间的模拟精度。