水平旋转内消能泄洪洞空腔环流内气体压强的变化规律

空腔环流内的气体压强与许多水动力学特性直接有关,是重要的水动力学的边界条件之一。在吸吮流流态下,当起旋器出口的水流傅汝德数较大时,空腔环流内负压的大小,主要与通气孔直径有关,但沿程的变化可视为常数;水平旋流洞起始断面的相对真空度与相对通气孔直径的关系为指数关系;下游水位对空腔内气体压强有明显的影响,在某一下游水位时空腔内的气体压强有最小值。根据气体压强、离心力压强和壁面压强之间的关系可知,离心力压强是造成壁面压强和壁面切应力沿程变化的主要因素;空腔环流内负压大小不同时,水平洞内水流能动量的转变规律是不同的。     

掺气折流器对侧空腔和底空腔长度的影响

在突扩突跌掺气设施中，为保证掺气效果，增加底空腔的长度，加设折流器是有效的工程措施。试验证明，折流器坡度和高度对空腔长度均有影响，较高的折流器增加空腔长度明显，且使底空腔与侧空腔贯通，有利于底空腔充分掺气。回溯水流使底空腔变短，有效空腔长度是影响掺气效果的重要因素。在空腔长度的计算中应综合考虑，顶板坡角，跌坎挑角和折流器体型的影响，得出的计算公式有实际应用和理论意义。     

空腔回水影响因素的试验研究

通过水力学模型的实验研究,得出空腔回水深度和下游底坡,坎高,坎上流速,水深,来流单宽流量,弗汝德数和下游水舌冲击角度等有关,并对这些因素对回水的影响进行了定性分析。     

空腔脱流振动和空蚀

水轮机在额定出力的30％左右或者更小的情况下，会出现空腔脱流振动和空蚀，给机组安全运行带来很大危害。空腔脱流的原因是在小流量时，靠近上冠、泄水锥的流线偏离流道轴轮廓线，出现脱流，并随流量的减小，轴面流速减小至出现逆向流动，脱流漩涡引起压力脉动和流道轴廓线表面的空蚀破坏。避免在低负荷区运行或向顶盖补入压缩空气是避免或减轻空腔脱流振动和空蚀的办法。     

台阶式溢洪道滑掠流时均压强影响因素分析

由于台阶式溢洪道结构特殊,流态复杂,对台阶式溢洪道压强并未取得一致性的研究成果。对多个台阶式溢洪道滑掠流时均压强资料进行分析,探讨来流流量、掺气、台阶尺寸、溢洪道坡度等对台阶式溢洪道时均压强的影响。分析结果表明单宽流量大,时均压强变大;掺气可有效降低正压时均压力并增加负压值;台阶尺寸对台阶式溢洪道的影响较为复杂,台阶尺寸较小,且坡度较缓时竖直面压强呈中间小、两头大分布,坡度较大时具有2个压力极小值,位于竖直面底部和顶部,台阶尺寸较大时竖直面压强自下而上呈减小趋势;坡度增加,台阶式溢洪道压强变化幅度增大。     

水平旋转内消能泄水道环流空腔直径的变化规律

本文从竖井进流水平旋转内消能汇水道影响环流空腔变化的因素出发，根据试验资料对其环流空腔直径的变化规律进行了系统地分析与研究，研究结果表明：这种泄水道环流空腔直径d0的变化规律有非常明确的分区特性，不同的分区对环流空腔直径d0影响因素是不同的。本文在该分析的基础上结合试验研究成果给出了d0的无因次综合变量函数的一般表达式、具体函数表达式和计算的经验公式。这些试验及分析成果对该种泄水道的水力特性的理论研究、分析计算和设计有较大的参考价值。     

二维空腔流热传导的有限分析数值解

采用称之为有限分析法的新的数值方法数值上分析了空腔流的热传导。有限分析法的基本概念是将局部解析解结合进线性或非线性偏微分方程的数值解中去。在目前的研究中巳导出了温度、流函数和涡量分布的局部解析解。在给定结点上,求出局部解析解的值,就给出于域结点值与其相邻结点值之间的代数关系式。求解代数方程组,就得到求解问题的数值解。对于普兰特数在0.1,1.0和10的情况下,有限分析法常用于求解高雷诺数(10~3)空腔流的热传导问题。空腔的固定壁假定处在等温温度T_w之下,而动壁为不同的等温温度T_(mo)研究了空腔中温度、涡量及流函数的细节。     

不可压缩空腔流振荡模式和声学特性研究

不可压缩空腔流的振荡模式和声学特性研究近年来成为研究的热点,而空腔的长深比(L/H)是影响空腔流振荡模式和声学特性最重要的参数之一。该文在五类不同的长深比(L/H=4:1、2:1、1:1、1:2和1:4)下,来流分别为2 m/s和4 m/s时,对比分析了空腔流的振荡模式和流动特性。另外,使用大涡模拟(LES)声类比混合方法预测不同情况下空腔的声学特性,先用LES计算所得到的空腔非定常流场建立声源项,然后使用Ffowcs Williams-Hawkings(FW-H)声类比来预测远场噪声,比较不同长深比空腔的声学特性。计算结果表明,对L/H=4:1的空腔流动,振荡模式是尾流模式;而在L/H=2:1的情况下,振荡模式是剪切层模式;当L/H减小到一定程度时,将不会发生振荡。空腔的主要噪声源是空腔流激振荡,低频下声源声压级较大;空腔的总噪声级具有指向性。     

钻头头部旋转流场影响因素及优化设计

本文采用预处理技术借助数值分析方法研究了某真实几何形状的PDC钻头旋转射流的井下流场，得到了流场的内部结构及特征并分析了其影响因素。分析表明，钻头的设计应当充分结合其水力学特性进行，对此本文给出了所计算钻头的优化设计建议。     

旋转方式对并列双圆柱绕流特性的影响

基于层流模型,使用有限体积法对并列旋转双圆柱绕流进行数值模拟计算。首先计算雷诺数为100时静止单圆柱绕流与旋转单圆柱绕流的流动性能,并与参考文献结果进行比较,验证计算的可靠性;然后,分析了两圆柱在中心间距比为3.0时圆柱不同旋转方式与旋转速度比对双圆柱绕流流动性能的影响。结果表明:逆流向旋转比顺流向旋转的临界转速更小,对涡旋脱落的抑制效果更好;两种旋转方式下时均升力系数绝对值均随旋转速度比的增大而增大;逆流向旋转下时均阻力系数随旋转速度比的增大而减小,顺流向旋转下时均阻力系数随旋转速度比的增大先增大后减小。     

溢流面板坝泄流脉动压强时域荷载程序设计

依据溢流面板坝水工模型试验实测的脉动压强频谱信号,对其进行了时域荷载的构造模拟,并对脉动压强三角级数模型模拟效果的差异性进行了探讨。结果表明:利用MATLAB软件编程,按脉动压强三角级数高斯模型对频域信号进行数据处理的方法,可构造出反映脉动压强谱型频域信号特征的时域历程曲线,4种三角级数模型得到的脉动压强时域荷载标准差值较为相近,最大误差仅为0.07%,得到的时域曲线均能较好的反映测点水流的频域特征,采用该程序设计方法用于近似泄流条件下同类溢流面板坝坝型泄槽脉动压强效应的估算。     

水平旋流泄洪洞的基本流态与影响因素

通过模型试验,对上下游水位、通气孔直径、水平洞洞长和起旋器收缩断面面积比对水平旋流泄洪洞的流态的影响进行了研究。结果表明,在竖井为有压流的条件下,水平旋流泄洪洞的流态可分为自由流、吸吮流和淹没流3种基本流态,流态的分类与转变受各种因素的影响;通气时,水平旋流洞内旋流的空腔直径大而均匀,水流旋转的强度增大;不同的洞长,流态从吸吮流向淹没流转变时过渡区的相对上下游水位差相同,但洞长越大,吸吮流的范围越大,转变为自由流流态时所需要的起旋器出口的水流弗劳德数也越大;起旋器出口面积比不同时,流态分区的临界水力条件是不同的。     

琴键堰泄流能力影响因素与计算分析研究

近年来特大洪水和超标准洪水频繁发生,已建水利工程泄流能力不足问题日益突出。琴键堰在适当低水头条件下具有高效泄流效率。归纳了琴键堰主要结构参数对其泄流能力的影响及最佳取值,总结了琴键堰流态对泄流能力的影响,分析了琴键堰发生低水头行为的条件参数。通过对比现有琴键堰泄流能力估算公式,并结合国内外已有试验数据,采用遗传算法拟合推导了基于溢流堰轴线长度L、堰宽W、堰长B、堰高P、进出水宫室宽度比Wi/Wo及上下游倒悬长度比Bo/Bi流量系数计算式,整体误差小于6%。该式计算简单,适用于琴键堰整体泄流能力估算,可根据实际需求选取合适的估算公式。琴键堰主要结构参数的最佳取值及泄流能力的计算方法可为超标准洪水条件下泄流建筑物设计或改建提供估算依据。     

内陆河流绿色水电影响因素分析

全球不乏水能资源丰富的内陆河流,其与外流河的水文及气候迥异,绿色水电因素不尽相同。目前国内外有关绿色水电的基础研究主要针对外流河,以外流河为参照,通过理论分析和实地调研,提取内陆河流绿色水电的可能影响因素,并对各因素逐一进行识别,筛选出了内陆河流绿色水电的主要影响因素。图1幅,表7个。     

旋转网筒过滤器转速变化规律及影响因素研究

为了探索网筒转动对延缓过滤器堵塞问题的影响以及转速的影响因素,分别在不同流量和含沙量条件下进行室内物理模型试验,分析了转速随过滤时间的变化规律及其影响因素。试验结果表明：浑水条件下转速随流量的增大幅度低于清水条件,含沙量对网筒转速有重要影响;网筒转速随流量的增大而增大,流量增大的初始时刻网筒转速加快,网筒转动持续时间延长;相反,网筒转速随含沙量的增大而减小,含沙量越大,初始时刻网筒转速越低,网筒转速下降越快,网筒停止转动时间提前。分析认为,进水流量和含沙量的共同作用导致了网筒转速的变化。通过对过滤池内泥沙质量对比分析可知,网筒转动有利于延缓堵塞、提高过滤效率。因此,在实际工程中可以考虑利用网筒转动来达到延缓堵塞的目的。     

六附属旋转小圆柱对主圆柱绕流特性的影响

基于计算流体动力学方法,对雷诺数Re=200条件下,六附属旋转小圆柱与主圆柱体二维绕流进行了数值模拟.考虑来流攻角(θ=0°-60°)与附属圆柱旋转速率(α=0.0-2.0)两个关键参数对主圆柱体流体力系数,以及流场特性的影响,最后分析了附属圆柱临界转速与来流攻角之间的变化.结果 表明:来流攻角和附属圆柱旋转速率的变化...     

溢流面板坝泄流脉动压强特性及其概化设计

依据模型试验观测的数据,对溢流面板坝泄槽的脉动压强特性进行了分析,结果表明:设有多道叠瓦形掺气槽的溢流面板坝泄槽,底板上的脉动压强和脉压系数沿泄槽顺流向下以波峰和波谷交替的形式出现;脉动能量主要集中在低频区内,出现的脉动压强谱密度主要有低频窄带和具有低频优势分量的宽带噪声谱两种类型。为便于对近似泄流条件下同类型泄槽脉动压强的效应进行分析与估算,提出了溢流面板坝泄槽脉动压强谱密度概化和脉动压强时域荷载的构造方法。     

掺气对流场压强的影响

在空化区水流中沿固体边界掺气是水利工程中常用的减蚀措施。虽然这一方法已获得较多的应用,且在很多情况下能取得满意的效果,但研究表明,并非任何情况下掺气都是有利的。初步看来,掺气的作用主要有以下几个方面:1.影响水流本身压强,理论和实验都表明,水流低压区掺气后其压强明显提高(本文将分析这个问题)。2.影响水     

空腔参数对重力坝稳定的影响分析

空腹重力坝设计时,需要充分考虑到空腔参数可能对其稳定性所造成的影响。在对工程概况和有限元模型作介绍后,讨论了空腔参数对重力坝稳定性的影响。首先讨论了方案一的工况Ⅰ、工况Ⅱ。然后就工况Ⅱ的方案二和方案三进行对比分析。结果表明,工况Ⅱ下3种方案的应力值、位移值与开孔率、空腹高等空腔参数大小呈同向变化特征。本研究对提升空腹重力坝空腔参数设置合理性具有一定的参考价值。     

定轴旋转移位工程托换结构影响因素的分析

采用SAP2000软件建立了濠景大厦二次旋转工程中的托换结构模型,通过8种工况的计算分析,探讨了移动过程中水平动力作用位置、杆件截面尺寸、移动支座摩擦系数对水平托换结构杆件内力的影响规律。结果表明:水平加载点位置对托换结构和旋转中心受力有显著影响;濠景大厦移位工程加载方式四较优;托换结构杆件高宽比取1.0左右较为适当;大部分杆件内力随移动支座摩擦系数减小近似线性减小,但分荷装置存在时,部分杆件内力随摩擦系数减小而增大。更多还原