渡河器材舟首板水动力性能试验研究

为提高渡河器材的水动力稳定性,舟首板广泛应用于渡河器材中。本文对舟首板水动力特性开展研究,通过系列模型试验,结合相关的资料和文献,对试验结果进行深入的对比分析,试图为渡河器材优选舟首板提供参考。     

二维兴波水翼水动力预报的涡分布法

本文用奇点面分布法预报二维自由面边界下水翼的水动力特性。采用线性化的自由面边界条件。水翼表面划分为若干单元，每个单元上布置线性分布的涡，并在其中点满足Ｎｅｕｍａｎｎ型物面边界条件。与试验结果比较表明，计算结果是合理的，本计算方法能显示二维兴波水翼水动力特性与Ｆｒｏｕｄｅ数，相对浸深和攻角的关系。     

粘性流中的二维兴波水翼水动力特性研究

本文采用边界层的概念来研究粘性流中的二维兴波水翼之水动力特性的数值计算方法。考虑到边界层与外部势流的相互干扰，运用了势流与边界层的相互迭代计算，从而求得两者相互匹配的解。用势流解求得的水翼升力系数往往比实验值明显偏大。而用本文的方法，从算例来看，计算结果比势流解减小１５％左右，而与实验值比较接近。本文还讨论了兴波阻力的计算方法，并有算例。     

军民水库溢洪道堰面水动力特性试验研究

为探究军民水库溢洪道泄流时驼峰堰的水动力特性,采用模型试验验证和公式推导相结合的 方法,重点研究了军民水库驼峰堰的过堰流态、动水压强分布和泄流能力等水动力特性。结果显示:溢 洪道堰面流态稳定,堰面压强分布规律基本呈“马鞍形”,下游泄槽段内出现一定的菱形波;实测流量比经 验公式计算流量略大,表明驼峰堰压强分布符合急变流动水压强一般分布规律;采用经验公式计算泄流能 力时,驼峰堰溢流宽度需采用堰顶平均过水宽度,计算流量基本能够满足要求,并留有一定的超泄能力。     

高负荷螺旋桨水动力性能试验研究

以某大型集装箱船高负荷螺旋桨为研究对象,分别采用大侧斜、反弯扭叶片和毂帽鳍等技术进行螺旋桨优化设计,以改善螺旋桨的空泡和水动力性能.设计了5型螺旋桨,分别在空泡水筒进行了模拟伴流场中的空泡和激振力试验,并在拖曳水池进行了敞水试验.试验结果表明,采用大侧斜可有效减小螺旋桨诱导船艉激振力;反弯扭叶片螺旋桨空泡性能较好,有较低的螺旋桨诱导船艉激振力水平;桨毂帽鳍可改善毂涡空泡,模型试验状态下可提高推进效率2%左右.     

升船机承船厢水动力特性试验研究

对卧倒门在不同工作试上承船厢内的水动力特性及船舶停泊条件进行了物理模型试验，介绍了卧倒门启闭过程中承船厢内的水力特性和动力特性。运用回归分析法，得出了承船厢内水面最大升降值和船舶停泊条件的经验计算式。     

波流相互作用对水动力系数的影响

基于分析物理机理，本文提出了一种切实可行的研究波流场中水动力系数的理论方法，同时对振荡流动中所得水动力系数如何应用于实际的波动情况进行了探讨，并与实验结果进行了比较，结果表明，通过对纯波时的水动力系数和纯流时的水动力系数加权平均，可以获得令人满意的波流共存时的水动力系数。     

重力坝坝体—库水相互作用的振动台试验研究

结合某重力坝工程,进行了坝体—库水动力相互作用的振动台动力模型试验,研究库水对大坝自振频率及坝面动水压力的影响,同时辅以数值计算,将目前工程上应用广泛的韦斯特伽德库水附加质量模型以及库水有限元模型的计算结果与模型试验成果进行比较。结果表明,库水有限元附加质量模型能更好模拟库水对坝体动力特性和地震动力反应的影响,而韦斯特伽德库水附加质量模型夸大了库水的动力影响,建议在适当折减的基础上采用。     

浮力摆式波浪能装置水动力性能的时域分析

该文采用时域势流模型研究了浮力摆式波浪能装置的水动力性能,通过与频域模型的比较,验证了时域模型,并对比分析了两种典型的PTO阻尼(Power Take-off,能量提取系统)下浮力摆运动和装置转换功率的时间过程、浮力摆摆幅、装置的转换效率等方面,其中恒定阻力矩的选取参照了激振力矩.研究表明:相比采用恒定阻力矩,采用线性阻尼时浮力摆的动力响应更加规则、平稳.两种PTO阻力矩条件下,波浪和摆板参数相同时,装置的最高转换效率基本相同,都能达到100％以上,但转换功率和转换效率的变化趋势有所不同;相应于最佳线性阻尼,采用恒定阻力矩时,装置也存在最佳阻力矩;对于5s左右的波周期,采用不同类型的PTO阻尼,当装置的转换功率相同时,浮力摆的最大转速基本相同,但最大摆幅和最大阻力矩差别则较大.     

风生流水动力特性试验研究

从以往对太湖和其他浅水湖泊的研究来看,水流走向主要受湖泊表面的风向支配,主要运动形式是由风驱动而形成的风生流。为了研究浅水湖泊风生流的基本特性,构建了一套模拟风生流的水槽试验装置,模拟了15m/s风速下的风生流,并采用高采样频率PIV系统对风生流水动力特性进行了精细的测量,获得了风生流的垂向流场信息。试验表明该系统测量结果符合风生流的形成规律,具有模拟风生流的能力。通过不同流程处、相同风速下风生流时均流场、水平流速、涡量、紊动切应力和紊动强度垂线分布的对比,分析了风生流的水动力特性。风生流水槽试验的结果可以为今后进一步深入研究浅水湖泊风生流提供基础数据。     

15度斜式轴流泵装置水动力特性实验研究

15度斜式轴流泵装置是我国近年在低扬程、大流量泵站引入的一种新型泵装置,由于出水流道前端呈S形弯曲,流道内的二次流导致某些工况下压力脉动和振动较大,这一问题尚有待深入研究。本文针对浙江盐官泵站技术改造所研制的新型15度斜式轴流泵装置进行了水动力学特性的实验研究。研究发现,与泵段相比,斜式轴流泵装置的最优工况点向负叶片角度和小流量区偏移。泵装置在较小叶片角度下的空化特性优于大叶片角度;当装置空化余量低到使泵装置效率下降1%时,叶片背面出现占据近1/3叶道区域的空化区。斜式轴流泵的飞逸转速在较大负叶片角度时可达额定转速的1.73倍。斜式轴流泵压力脉动在导叶出口、出水弯管和出水流道内明显高于常规立式轴流泵;从水泵进口方向看,当叶轮逆时针方向旋转时,斜式轴流泵装置出水流道隔墩左侧流量大于右侧。本文研究成果为大型斜式轴流泵站优化设计和稳定运行提供了新的科学依据。     

新型H型叶片潮流能水轮机不同翼型水动力性能分析

为了探究垂直轴潮流能水轮机转轮叶片翼型对其水动力性能的影响,在保持水轮机密实度相同的条件下,采用Fluent软件对4种不同翼型的H型直叶片潮流能水轮机进行了三维流场非定长数值模拟。通过4种H型叶片翼型对转轮动力扭矩特性和水能利用系数的影响,分析了潮流能水轮机水动力性能。结果表明,NACA0015翼型的水轮机单叶片动力扭矩最大值明显高于其他3种翼型;而整体转轮扭矩最大值取决于其不同的来流速度等运行工况。从整体上看,不对称翼型NACA4415的水轮机水能利用效率优于其他3种翼型。本研究为新型潮流水轮机的设计和翼型的选择应用提供了依据。     

漂流性鱼卵安全漂流的临界水动力条件实验研究

漂流性鱼卵安全漂流的水动力条件对于生态流量目标制定、鱼类生境保护和早期资源量恢复具有重要意义.为了探求近天然条件下鱼卵安全漂流的临界水动力条件,本文通过建设室外大型明渠,对56种不同工况下,不同流速、水深、水面宽以及水流雷诺数对鱼卵漂流的影响进行了实验研究.结果表明:水面宽一定时,鱼卵安全漂流对流速的要求随水深的升高而...     

开孔桥墩墩后水动力特性PIV试验

为探讨桥墩上设置开孔对墩后水流结构的影响,采用粒子图像测试技术(PIV)对矩形开孔桥墩墩后的水平面和立面流场进行了测量,并对墩后的水流结构进行了分析。结果表明:矩形开孔桥墩能够改变开孔位置所在水深处尾流的运动规律,贯穿方孔的高速水流与墩侧绕流以及墩后低速区水流形成强烈的剪切作用,抑制了大尺度旋涡的发展与运动,并且切断了墩后底部水流的上升运动轨迹;墩后瞬时流场存在周期性的运动规律,具有高度间歇特性。     

非对称尾部形状水翼水力阻尼识别方法研究

水力阻尼是影响流激振动幅值预测精度的关键参数,是水力机械流激振动领域研究的热点问题。非对称尾部形状水翼在涡激振动和升力的联合作用下,振动响应的平衡位置具有时变特性,采用传统自由振动衰减法获得的水力阻尼比误差大幅度增加,甚至失效。为了克服传统自由振动衰减法应用局限,本文借助双向流固耦合数值模拟方法获得流激振动响应位移,通过带通滤波结合平衡位置校准,研究了动水环境中对称和非对称尾部形状水翼水力阻尼的识别方法。结果表明,数值模拟可较准确获取低阶结构模态和尾部旋涡脱落频率,相比实验结果,低阶弯曲模态频率、低阶扭曲模态频率和15 m/s流速下脱落涡频率最大偏差分别为7.58%、2.90%和1.42%;带通滤波可消除周期性涡激振动对响应信号的影响,水力阻尼比识别偏差度从7.51%下降到1.92%;平衡位置校准方法可采用多项式拟合法、线性插值法和光滑样条曲线法,所对应的水力阻尼比识别偏差度分别为34.93%、3.53%和0.16%。工程上,可优先推荐滤波结合线性插值法,在需要高精度水力阻尼比的场合,则必须采用滤波结合光滑样条曲线法。     

静水中摆推式水翼的水动力分析与实验研究

针对静水中作摆动推进的水翼,采用用非定常涡格法对其进行水动力分析,并进行了静水中的相关推进实验。在理论计算中作者提出了一种非线性尾涡面模型处理办法,并将这种尾涡面模型下的计算结果与试验结果进行了对比,对比表明在计算中采用这种非线性尾涡面效果理想。最后,针对提出的这种非线性尾涡模型处理方法展开了进一步的探讨,并按此计算了有来流工况下的尾涡面形状,给出了计算结果。