垂直螺旋管道内单颗粒悬浮运动的试验

采用高速摄影方法拍摄记录垂直矩形螺旋管道内单颗粒的悬浮运动,采用捕捉试验中颗粒运动轨迹的方法,获得其运动参数,并分析颗粒受力的规律。试验结果表明:旋转水流的角速度对颗粒运动有较大的影响;颗粒在运动过程中主要是受有效重力、阻力和旋转科氏力的作用;在一定条件下,颗粒所受的旋转科氏力与离心力满足抛物线的关系,旋转科氏力比离心力大2～3个数量级;在小尺度低速度旋转流中,颗粒所受的旋转科氏力所占比例较大,在受力分析中不应被忽略。     

导流洞出口消力池内设置悬栅消能工试验研究

通过对新疆迪那河五一水库工程导流兼排沙洞水工模型进行泄流试验,研究悬栅消力池的型式、体型、数量等参数对消能效果的影响,最终确定悬栅消力池内加17根栅条、池后采用1/8进行变坡的优化方案。试验结果表明：悬栅的设置,改善了消力池内水流的流态,降低了池内的最大水深。在设计水位下,设置悬栅后使消力池内最大水深由原来的19.4 ...     

小洼槽长距离倒虹吸水头损失的数值计算

为了探索采用Fluent软件模拟研究长距离倒虹吸水头损失的准确性,利用计算流体力学软件Fluent的水气两相流VOF法,采用三维标准k-ε模型对长距离倒虹吸水头损失进行模拟计算。计算中考虑壁面粗糙程度,设置不同的粗糙度模拟小洼槽倒虹吸水头损失,从而得到玻璃钢管材粗糙度范围。对比较大流量下水头损失的模拟值与实测值,表明通过设置粗糙度模拟长距离倒虹吸水头损失的方法可行,但网格划分对结果的影响大小还需进一步研究。     

倒虹吸工程水力学模型试验

为研究大型倒虹吸水力特性,通过新疆北部某倒虹吸工程1∶16的水工模型试验,对不同运行工况下倒虹吸过流能力、水流流态及压力分布等问题进行研究。试验结果表明,水头损失实测值与设计计算值较接近,满足设计要求;在设计流量下管道最大压力位于倒虹吸管最低段末端且小于设计值;但充水过程中,流量由13m3/s增至15m3/s时,发现上游进水口有间歇性立轴漩涡形成。为了保证工程的正常运行,建议对上游沉沙池与消力池之间渠道进行优化。     

阿拉沟水库溢洪道水流特性数值模拟

采用标准k～ε湍流模型,利用VOF法追踪自由水面对阿拉沟水库溢洪道设计和校核工况下水面线、断面流态进行数值模拟,并将两种工况下水流特性进行比较,结果表明水面线实测值与计算值二者吻合良好,各断面平均流速实测值与计算值误差在允许范围内。因此采用数值模拟能够反映不同工况条件下溢洪道的水流特性,可为溢洪道结构设计提供可靠依据,具有一定的实际应用价值。     

用蒙特卡罗法解有压隧洞出口段水流问题

利用不规则游动网格的蒙特卡罗法对有压隧洞出口段水流进行了数值模拟。根据数值计算与模型试验结果的比较，得出具有凸形曲面边界（包括折面底坡）负压区的存在不仅是边界层分离所致，边壁弯曲使过流产生的离心力也是产生负压的重要原因的结论。计算结果表明：蒙特卡罗法灵活简单、结果稳定，计算结果与实测结果吻合较好。     

基于CCHE的塔什米里克引水枢纽二维水流数值模拟

基于CCHE软件,采用混合掺长紊流模型,建立了新疆典型河流塔什米里克引水枢纽的二维水流数学模型。针对引水枢纽复杂地形边界的网格独特处理方式,使模拟条件更加贴合实际。模型基于试验,选取了引水枢纽典型流量工况下水流运动进行计算,结果显示了引水枢纽附近的水流流态、流速、流线分布,以及典型断面水面线特征,皆与模型试验吻合良好。表明该数学模型中的零方程紊流模型(混合掺长模型)能够有效地计算低水头引水枢纽水流特性问题,且具有一定的稳定性。     

倒虹吸管身段压强数值模拟研究

通过采用标准k~ε模型模拟湍流,对小洼槽大型倒虹吸管身段在不同流量下进行三维流场数值模拟,并将Q=12.00m3/s和Q=14.00m3/s两种情况的倒虹吸管身段压强值与原型观测数据进行对比分析,结果表明数值模拟和模型试验资料基本吻合,为小洼槽倒虹吸运行管理提供理论依据。     

悬栅消能工均匀正交设计及投影寻踪回归试验研究

为探讨消力池内悬栅消能工试验设计和研究方法,在设计流量Q=8.0 L/s条件下,对悬栅消能工最大水深的3个影响因子栅高hs、栅距bs、数量ns运用均匀正交试验设计,并用投影寻踪回归方法对试验数据结果进行PPR建模分析及计算机仿真优化,得到池内最大水深影响因子的排序是悬栅数量ns、栅距bs和栅高hs;当池内最大水深达优值18.233 cm时,影响因子的优化组合为栅高hs=9 cm、栅距bs=5 cm和ns=16。     

小尺度旋转两相流中泥沙科氏力的作用

对排沙漏斗及浑水水力分离清水装置小尺度旋转两相流中泥沙科氏力的作用进行了研究。结果表明:科氏力大于离心力,泥沙沿径向向中心运动,所有泥沙颗粒都能被完全分离;决定所有泥沙颗粒是否能够被完全分离的因素有装置的半径、水流切向速度以及泥沙粒径。