混流式转轮的优化设计

以优化参量、空化系数最小和损失系数最小为目标，并与全三维反问题计算相结合，对混流式水轮机转轮进行了优化设计。计算表明，通过优化是可以改善转轮的性能并可通过调整权系数实现对转轮性能的控制。     

Auto CAD在水轮机设计中的应用

本文将水轮机过流部件的水力设计与ＡｕｔｏＣＡＤ软件相结合进行水轮机设计计算机绘图，建立了计算分析与优化、数据库系统和水轮机设计计算机辅助绘图于一体的现代水轮机设计的ＣＡＤ系统，它可用于水轮机蜗壳、导叶、转轮、尾水管等过流部件和水力机械结构设计。     

CFD技术在管道阀门水击计算中的应用

运用计算流体动力学（CFD）的动网格技术对管道中的阀门关闭进行了动态模拟,针对同一模型,并与特征线法及试验进行了比较。结果表明CFD解法能够反映出阀门关闭水击上升的最大压力,说明CFD方法可以应用于水击的计算中。动态模拟还能观察到随着阀门的关闭,阀门处所呈现的复杂涡系,以及阀门受力情况,分析结果为阀门的设计提供数据。     

混流式水轮机定常流动分析

通过混流式水轮机全流道的定常流动数值模拟,研究混流式水轮机内部尤其是尾水管在不同工况下的流动特点,目的在于探明引起混流式水轮机内部流动不稳定的真正原因.计算结果表明,引水部件的流动,蜗壳鼻端处压力波动均较为剧烈,周向分布不均匀,但是经过固定导叶和活动导叶的过滤后周向分布基本对称.转动部分的流动,小开度低单位转速时,较小的导叶出流角,使转轮叶片头部受到撞击,叶片上横向流动和背面的叶道涡严重,转轮出口靠上冠处有回流和横向流动,泄水锥下方回流严重;大开度时,转轮进出口流态都得到改善.尾水管内,小开度时,锥管中心回流严重,大部分水流流向外缘,受肘管的影响,锥管和肘管内部形成两个涡流区,主流流经支墩左侧,右侧较为紊乱;最优开度时,尾水管内部水流流线顺畅,支墩两侧水流平稳性基本一致:大开度时,尾水管主流向锥管中心聚拢,经过肘管的转弯时,出现很多局部的旋涡流动,支墩右侧水流相对平稳,而左侧较为紊乱.研究结果为压力脉动测量位置的选择提供理论依据.     

混流式水轮机转轮自振特性研究

在实测转轮叶片及转轮固有频率的基础下,运用有限元法对混流式转轮叶片及其整体进行模态分析,求出了单个叶片和转轮的各阶固有频率。通过计算值与实测结果的对比发现,单叶片计算结果和实测值吻合的较好。在转轮频率实验测试发现,不同支撑方式和不同测点下得到的转轮频率有一定差别。通过对比分析,验证了计算方法的准确性,这对于应用有限元法准确计算转轮频率,以及预测过流部件中由于水力不稳定而产生的各激振力频率是否会引起机组的振动甚至共振有积极意义。     

基于逆向工程的风力机叶片实体建模研究

基于逆向工程技术对风力机叶片实体进行建模。应用三维数字化激光扫描测量技术,采集叶片实体表面点云,在对数据点云进行预处理后,采用NURBS 曲面拟合方法,实现叶片实体模型的重构,进而为风力机风轮气动性能及风洞试验方面的研究提供所必要的叶片实体模型。     

单进口后混式射流粉碎中多相流混合机理及加速特性

为了深入了解后混式高速水射流超细粉碎技术,以4种加速管管径条件下的液、气、固三相混合射流为对象,利用数值计算和粉碎实验相结合的方法,研究了多相混合射流相间的混合机理和加速特性,探讨了颗粒在加速空间中的分布规律。结果表明:水射流紊动掺气和卷吸作用是混合附加相的内在机理;混合射流对颗粒的加速存在分区,越靠近势流区冲击能量越大,优化喷嘴直径与加速管管径配置,迫使颗粒靠近或进入该区域可有效提高粉碎产率。颗粒在加速管内的空间分布为外层、内层高效加速区内含量最高,越靠近势流区颗粒含量越少,气流区内颗粒含量随加速管管径增大而增大。颗粒很难进入理想加速区,大部分仍依靠内、外层高效加速区加速。在保持自由射流流动形态的情况下,粉碎产率随加速管管径增大而下降,小管径对水射流能量和颗粒运动空间均具有更好的约束集中作用。     

ANSYS在水轮机部件流固耦合振动分析中的应用

通过对弹性体振动的有限元方程和不可压缩粘性流体的有限元方程的分析，建立了弹性体与粘性流体流固耦合的有限元方程。以水轮机导叶为例，运用ANSYS有限元软件计算了其在空气中的振动特性以及流固耦合振动的频率和振型，并对二者进行比较，分析了影响振动的因素。     

CFD技术在管道阀门水击计算中的应用

运用计算流体动力学（CFD）的动网格技术对管道中的阀门关闭进行了动态模拟,针对同一模型,并与特征线法及试验进行了比较。结果表明CED解法能够反映出阀门关闭水击上升的最大压力,说明CFD方法可以应用于水击的计算中。动态模拟还能观察到随着阀门的关闭,阀门处所呈现的复杂涡系,以及阀门受力情况,分析结果为阀门的设计提供数据。     

HL240转轮改型设计与研究

本文运用近年来水轮机设计中取得的一些最新成果，结合新疆伊犁团结水电站混流式水轮机的增容改造，在不改变引水部件和尾水管的形状、参数及转轮与主轴联配关系的前提下，对转轮的上冠、下环型线及叶片进出口边的轴面投影进行了改型设计，应用三维流Ｓ２流面有旋流动的反问题计算重新设计了转轮。新转轮在１８ｍ水头下机组出力达１２５０ｋＷ，较原机组增大２５％，且运行平稳、振动小。