稀疏气泡流动的粒子跟踪测速技术研究

采用动态阈值技术实现了对气泡图像的正确分割,利用灰度加权方法提高了气泡颗粒的定位精度。根据稀疏气泡流动图像的特点,提出了一种新的基于相关的粒子跟踪测速算法（2-HPTV）。通过进行两时刻中围绕待研究气泡所取的两个小的诊断窗口的相关运算,成功实现了气泡颗粒的轨迹追踪。实验表明本文算法较传统的PIV技术在测速精度上有很大程度的提高,与4帧粒子跟踪测速算法相比,降低了对摄像机帧频的要求,具有较强的实用性。     

轴流式水轮机轮缘间隙流动引起的叶片正面头部空蚀磨损机理的研究

对轴流转桨式水轮机轮缘间隙流动及空化特性进行数值模拟和试验研究,重点分析轮缘间隙流动在正面头部泄漏流动所引起的泄漏涡带、二次流动的漩涡强度和空化特性,以及泄漏涡带旋转、二次流动的漩涡与空蚀和磨损之间的关系。通过对不同材料的特性比较,解释了材料特性与冲角之间的关系,综合阐述了泄漏流动所引起叶片正面头部空蚀与磨损联合作用产生破坏的机理。     

轴流式水轮机叶片几何参数对水轮机运行范围的影响

本文采用多目标遗传算法对轴流式水轮机叶片进行优化,从优化过程中产生的众多叶片中选取四种特征明显的叶片,并进行分析和对比,以研究不同叶片几何参数(包角、叶栅稠密度、叶片空间挠度)与水轮机运行性能之间的关系。研究结果表明:叶片空间挠度越大,叶片正背面压差越大,对空化性能越是不利;翼型弦长越短,叶片受力面积和叶栅稠密减小,缩小了水轮机的运行范围,且使得高效率区向大流量,小转速的工况移动;叶栅稠密度过大,流道间的排挤增大,水轮机损失增大,高效区范围也缩小。     

中国新能源发展研究

分析了中国新能源发展现状（水电装机跃居世界前列。核电从无到有、快速发展,风电开发方兴为艾,烟煤电站清洁化水平提高）及面临的问题（燃煤火电绿色发展任务艰巨．水电发展举步维艰,新能源发展任重道远,核电安全有序发展需要引起高度重视）,并给出了相应的应对措施（统筹做好相关规划,大力发展可再生电力,有序开展核电建设．积极推进水电开发,提高火电清洁化水平）。     

含沙水流中金属材料磨蚀机理分析

木文介绍了在不同含沙量、不同流速中，不锈钢、碳钢、堆焊焊条及合金粉末喷焊材料的磨蚀特性。分析了材料抗磨蚀特性与含砂量、流速的关系；并对磨蚀部位进行电镜扫描，从微观上探讨了磨蚀机理。     

水力机组流固耦合的数学模型

流固耦合具有强烈的非定常、非线性,因此黏性效应不可避免。文中基于有限元法建立水力机组流固耦合振动的控制方程。通过对现有代表模型的讨论和比较可以看出,文中导出的方程模型是目前较为完善的水轮机组部件流固耦合运动的非线性动力模型。最后分析用ANSYS软件进行流固耦合计算的可能性。     

叶片安放角分布规律对冷却塔用混流式水轮机转轮性能的影响研究

基于叶片骨线积分方程,采用逐点积分法针对三种不同叶片安放角分布规律设计了冷却塔用低比转速混流式转轮叶片。通过全流道数值模拟,分析了叶片安放角分布规律对设计转轮的压力分布、尾水管涡核分布及水轮机的能量特性的影响。研究结果表明,最优工况下,三个水轮机效率基本一致,但是叶片表面压力分布随着叶片安放角分布规律不同呈现明显的差异;在小流量工况下,下凹型叶片安放角分布规律设计的转轮效率较高;在大流量工况,按上凸型叶片安放角分布规律设计的转轮单位出力较大;设计工况下,线性分布的叶片安放角分布规律设计的转轮出流相对较好。     

部分负荷下混流式水轮机转轮叶片变形对流场的影响

将CFD流动分析软件与结构刚强度软件有机结合,对混流式转轮在不同工况下的流动进行分析。通过程序将流场参数加载到结构分析软件上,对变形后的叶片再次进行网格划分流场计算,并计算出混流式转轮叶片上的应力和变形,详细分析了转轮变形后的流场,达到了真正意义上的流固耦合。研究结果表明:最大应力发生在转轮叶片的出水边与上冠的连接处,应力集中较明显,易于发生疲劳破坏。产生最大变形的部位是转轮叶片的出水边与下环的连接处,且从上冠到下环变形量逐渐增大,即此部位就是叶片振动的敏感区域;转轮变形后对水轮机内部流场的影响表现在叶片进口边头部压力增大,叶片出口边靠下环处流速增大、压力下降,空化性能降低。变形后的流场使得尾水管内部的涡带产生、紊动加剧,说明叶片变形后对水轮机内部流场的影响是引起水轮机裂纹和振动的真正原因。     

水平轴风力机风轮气动性能数值模拟

以某上风向定桨水平轴风力机风轮为研究对象进行数值模拟,采用不可压N-S方程和k-?棕 SST两方程湍流模型,数值模拟了不同风速下风力机风轮的流动特性。结果表明：随着风速的增大,靠近叶片中部截面最先发生失速。在此基础上,分析了叶片整体的压力与速度分布。