多出水口蓄水池的三维数值模拟

本文运用FLUENT软件对不规则蓄水池在3种不同流量下的水流流场进行了数值模拟,得出不同流量下流场中不同点沿水深方向的流速分布,并将数值计算结果与物理模型实验结果进行比较,发现两者比较吻合.表明:FLUENT软件模拟不规则蓄水池水流流场是基本可行的.     

基于FLUENT的明渠紊流边界层数值模拟

利用FLUENT软件对不同宽深比的光滑壁面明渠紊流边界层进行了数值模拟,主要包括断面主流速、紊动能、壁面切应力及摩阻流速.迭代计算结果表明,FLUENT软件在计算过程中收敛速度快、稳定性好,可以从定性与定量角度真实地反映流场分布状况.     

基于FLUENT的旋流池数值模拟与优化研究

根据流体力学的基本原理,采用湍流流动模型和离散相颗粒运动模型,并基于FLUENT软件,数值模拟与优化研究了某型旋流池.在不考虑颗粒间相互影响的条件下,得出了该旋流池的分离效率曲线,明确了该旋流池的沉淀特征.其结论对于优化旋流池的设计具有参考价值.     

阿拉沟水库溢洪道流场数值模拟

通过数值模拟对阿拉沟水库溢洪道流场在两种工况下进行三维流场数值模拟,采用RNG k~ε模型模拟溢洪道流场湍流,并利用流体体积分数法(VOF)追踪自由水面,将得出两种工况下的溢洪道断面压强、自由水面高程、断面流态等计算结果,并与物理模型结果进行对比。结果表明数学模型计算能够准确地反映不同边界条件下溢洪道水流流态及各个参数,并且通过数值计算可以获得溢洪道在任何运行工况下任意位置的流场结构。其数值计算结果可以为阿拉沟水库溢洪道优化设计提供较可靠的理论依据和参考。更多还原     

扭曲叶片双吸离心泵内部流场的三维数值模拟

为了提升双吸离心泵的性能,研究其内部流动规律,采用RNGk-ε方程湍流模型和标准SIMPLE算法对某一扭曲叶片双吸离心泵全流道进行了CFD分析,并与实验值进行比较。结果表明,该方法能够较为准确地预测出双吸离心泵叶轮与蜗壳间及内部的流动特性,所得结果对进行双吸离心泵的水力设计或改型优化设计等研究具有重要的指导意义。     

三维水流数值模拟

本文针对三维水流特性，引入通度概念处理不规则计算边界，用ＶＯＦ法追踪自由表面，采用修正的Ｋ－ε模型封闭Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程，分别计算了溢流坝水流及消力池中水跃．计算结果较好地与实验结果符合．     

方柱绕流数值模拟

利用FLUENT中的RNG k-ε算法对长宽比H/B=1.5方柱绕流进行数值模拟,分别模拟了在雷诺数Re=800的亚临界条件下,4种不同情况下的流动。分别为:流体流过单个方柱,流体流过间距为1H,2H,3H的两并列方柱的流动。根据数值模拟结果,分别得出了4种流动状态下流场,壁面的升阻力系数。并对升力系数进行傅里叶变换,分析及归纳了方柱绕流旋涡脱落的规律。     

基于FLUENT的离心泵内流特性数值模拟研究

离心泵作为高速旋转机械,其内部复杂的流动形态越来越受关注。该文依据某工程数据,基于FLUENT软件建立离心泵三维流体域数值仿真模型,分别对离心泵在0.2Q_d(Q_d为该离心泵设计流量)、0.4Q_d、0.6Q_d、0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d6个不同流量工况下的内部流动特性进行模拟计算,并将计算所得流量-扬程和流量-效率曲线与真机试验结果进行对比,计算结果与试验结果最大误差为4.71%,从而证实了数值仿真结果的可靠性。通过对压力和速度分布分析可知：离心泵内部静压和流速随流量增加而降低,叶片前缘存在负压区,易引发汽蚀、振动、噪声等不良结果。相较小流量工况,设计工况下泵内速度分布更加均匀。对泵内流态进行多角度分析,对离心泵的结构优化设计有一定的借鉴意义,可为类似工程提供参考。     

光滑及粗糙壁面明渠湍流流动数值模拟

利用FLUENT软件对光滑及粗糙壁面明渠湍流流动进行数值模拟,分析了断面分区结构及流速分布、湍动强度分布、壁面切应力及摩阻流速。数值离散方法为有限体积法,自由表面的处理采用简单的"刚盖"假定,固壁面处理采用壁面函数法。将数值计算结果与物理模型试验结果作了比较,发现两者吻合得较好,表明FLUENT软件在计算明渠湍流过程中能够得到很好的模拟效果。     

大桥水库大坝逐渐溃决的数值模拟

根据逐渐溃坝模型原理和FLUENT软件的二次开发程序,建立两种逐渐溃坝模型,编制水库水位随溃坝洪水下泄而变化的UDF程序和溃口动态变化的UDF程序,对大桥水库大坝溃决过程和溃坝水流进行三维数值模拟,较准确地描述了大坝溃决的机理、溃口发展过程、坝址处洪水的水位和流量过程线,对比分析了线性模型和冲蚀模型的水位过程、流量过程、水面形态、流速分布等模拟结果。分析表明,三维逐渐溃坝模拟能形象而精确地展示溃口的水面形态和流速场分布。     

最优化技术在加劲环式地下埋管抗外压稳定设计中的应用

加劲环式地下埋管的稳定是压力钢管设计中重要的问题之一,既要满足结构需要又要经济合理。文章在加劲环式地下埋管抗外压稳定设计过程中采用最优化技术解决了钢管管壁厚度、加劲环厚度及加劲环高度最优选择的难题,对加劲环式地下埋管设计的经济性取得了借鉴性成果。     

加劲环钢管均匀外压弹性屈曲解的对比分析

加劲环钢管广泛应用于水利水电等工程领域,其外压稳定性是关注的重点问题。针对受均匀外压作用的加劲环管的弹性屈曲解进行了分析,将加劲环管的屈曲外压求解归结为非线性整数规划问题。详细比较了加劲环管的屈曲外压计算的精确式和近似式,证明目前设计所采用的近似式给出的临界压力总是比精确式给出的小,是更为保守的。以屈曲外压计算的精确式和设计采用的近似式为基础,推导了加劲环临界间距的表达式,从而明确了屈曲外压计算公式的适用范围,因考虑了管道的厚径比的影响,与现有文献的结果相比更为合理。对不同加劲环间距和加劲环约束程度的钢管进行了弹性屈曲有限元分析,利用所得的临界外压值详细考察了屈曲外压解析解的适用性和精度,进一步证明解析解和设计规范的公式都是偏于安全的,实际加劲环钢管的临界外压相比理想加劲环钢管都有不同程度的提高。     

钢管与土相互作用下钢管抗外压稳定性分析

在屈曲和稳定性理论的基础上，以在土和钢管自重下钢管的平衡状态为基态，用线性和非线性有限元法分析埋地钢管在均匀地下水压力下的前屈曲和后屈曲临界失稳荷载，并结合工程实例研究了钢管周围土体和钢管几何缺陷对钢管抗外压稳定性能的影响。     

考虑初始缝隙的埋藏式光面管临界外压经验公式

为了避免水电站埋藏式压力钢管发生外压失稳问题,以埋藏式光面管为研究对象,首先对比分析了国内外主要临界外压经典理论与经验计算方法的不足,总结出临界外压的主要影响因素。根据一系列试验数据和原型资料进行回归分析,建立了考虑初始缝隙的临界外压经验公式。采用一系例工程实例对比验证了该公式的有效性,表明该公式可用于压力钢管临界外压的计算。     

钢衬钢筋混凝土压力背管钢筋应力简化计算

根据结构力学和材料力学原理，简化了钢衬钢筋混凝土压力背管结构模型，结合大比尺模型试验，提出了钢筋应力简化计算方法，所得结论符合一般力学概念，有助于今后进一步研究。     

隧洞及压力管道设计中的外水压力修正系数

外水压力是隧洞衬砌及压力管道的重要荷载。作用在衬砌上的外水压力水头与地下水位至隧洞的水柱高之比称为外不压力折减系数。由于实际工程中这一系数不恒不盱１，一义为外水压力修正系数。提出初始修正系数等３个分项系数的新概念，并将分项系数的乘积定义为综合修正系数，以期能较好地解决餐生的这一困扰设计人员的难题。     

地下埋藏式压力钢管非线性有限元分析

将罚函数应用于地下埋藏式压力钢管的非线性有限元强度分析 ,考虑了回填混凝土和围岩的弹塑性、初始地应力以及开挖支护引起的二次应力的影响 ,将更充分地发挥压力钢管的实际承载能力 ;考虑内水压力作用下钢衬的弯曲和剪切效应 ,对大直径管的应力将更接近于实际应力状态     

加劲巨型薄壁输水钢管外压临界失稳性能研究

通过研究加劲巨型薄壁输水钢管承受外压时的临界失稳状态,分析了其合理的加劲环形式、尺寸及布置间距,揭示了不同尺寸与布置间距的加劲环环管段在外压作用下临界失稳时存在藕合现象,并将耦合特性应用于加劲巨型薄壁钢管外压稳定优化设计。     

加劲环式压力钢管局部稳定性分析的有限柱壳单元法

采用半解析有限柱壳单元法,分析了水电站加劲环式压力钢管的局部稳定性问题.在分析过程中考虑了初始缝隙和加劲环的影响,建立了圆柱壳单元的刚度矩阵.计算结果可以较好地与经典的理论解及试验结果相吻合,为加劲环式压力钢管局部稳定性问题分析提供了一种新的可行方法.     

钢衬钢筋混凝土管道联合承载结构非线性分析的罚单元法

从罚函数思想出发，应用虚功原理，建立了罚单元法的有限元方程，并将该法与非线性分析相结合，对一实际工程中钢衬钢筋混凝土管道联合承载结构进行了非线性分析，研究了不同力学模型和不同内压型式对结构内力的不利影响，为结构的合理设计了计算依据。