国家自然科学基金(51339005)
- 作品数：101 被引量：521H指数：11
- 相关作者：郑源童朝锋罗兴锜孟艳秋周大庆更多>>
- 相关机构：河海大学西安理工大学南京水利科学研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金陕西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程水利工程动力工程及工程热物理机械工程更多>>
- 竖井贯流泵装置进出水流道优化分析被引量：12
- 2015年
- 为了解竖井贯流泵装置的适用性,结合南通九圩港提水泵站,采用UG与ANSYS软件对进出水流道、叶轮和导叶体进行了实体建模与网格剖分,对比分析了初设方案与优化方案下竖井段、出水段、泵装置内部等的流场。结果表明,优化汇流段型线能够明显提高泵装置的水力性能,确保竖井空间及流道壁厚,有利于机组安装维护。根据优化结果适当调整传动比,提高水泵转速,可保证泵装置的最大扬程满足实际需求。
- 王秋景郑源阚阚
- 关键词：进出水流道型线优化
- 基于实测资料的长江口潮波演变规律研究被引量：3
- 2019年
- 长江口三级分汊、四口入海,潮波作用强烈。特殊的动力地貌环境,使得长江口潮波的演变过程较一般河口更加复杂。采用频谱和调和分析方法对长江口枯、洪季实测潮位进行分析,得到了长江口潮汐能量的分布特征和主要分潮的沿程变化过程。研究成果表明:洪枯季各分潮沿河道的变化趋势基本相同;由于非线性作用,随着潮波从口门向上游传播,潮汐频谱更加丰富,且能量从低频向高频发生转移,使得天文分潮逐渐衰弱,而浅水分潮不断形成和发展。此外,从不同传播通道潮波特征的沿程变化可知,南港和北港的潮波特征存在较为明显的差异。
- 鲁盛吴志龙童朝锋
- 关键词：频谱分析长江口
- 混流式水轮机转轮设计变量耦合强度分析被引量：4
- 2017年
- 在开展混流式水轮机转轮的多学科优化时通常需要进行设计变量的学科耦合强度分析,以便为建立简洁、高效的多学科优化求解策略提供依据。该文提出了一种基于全局相对灵敏度的转轮设计变量耦合强度分析方法,该方法基于参数化全三维反问题设计理论实现对转轮几何的参数化控制,并通过改进后的MorrisOAT法进行各学科目标函数对转轮设计变量的全局相对灵敏度计算,然后以各设计变量的全局相对灵敏度集合为论域,引入模糊隶属度函数量化计算设计变量对各学科目标函数的隶属度。最后,以各设计变量的隶属度值为基础,提出了设计变量的耦合强度判定准则,为设计变量的耦合程度属性确定提供了参考。采用该文所提出的分析方法对某混流式水轮机模型转轮的设计变量开展了耦合强度分析,并根据变量的耦合强度分析结果开展了转轮的优化设计,优化后的转轮不仅使得水轮机在3个优化工况下的水力效率分别提高0.2%、0.82%和1.2%,同时叶片的空化和强度性能也得到改善,该结果表明该文所提出的混流式水轮机转轮设计变量耦合强度分析方法能可靠有效的界定各设计变量的耦合程度属性,从而验证了方法的可行性。
- 朱国俊罗兴锜冯建军卢金玲吴广宽
- 关键词：计算机仿真混流式转轮
- 混流式转轮叶片数对鱼类撞击死亡率的影响被引量：4
- 2018年
- 鱼类在通过水轮机流道时会受到其内部高速旋转的转轮叶片撞击而出现伤亡。为了优化某电站混流式转轮的鱼类通过生存率,综合计算流体动力学分析方法与鱼类-叶片撞击的数学模型,研究了不同优化转轮方案下的鱼类撞击死亡率及机组能量性能,获得了混流式水轮机过流量及转轮叶片数对鱼类死亡率的影响规律。研究结果表明,在额定水头下,鱼类通过转轮的撞击死亡率与转轮的流量以及叶片数呈正相关关系;对于原始转轮,当流量增加到额定流量时,鱼类通过转轮的撞击死亡率达到了16.85%;而叶片数为13和11的两个优化转轮则使额定流量下的鱼类撞击死亡率比原始转轮分别降低了2.93和5.3个百分点。最后,通过分析两个优化转轮的鱼类生态性能与能量性能,选择采用13叶片的优化转轮作为最终方案。
- 朱国俊吉龙娟冯建军罗兴锜
- 关键词：水轮机混流式转轮数值模拟
- S型弯管对双向轴伸泵性能及稳定性的影响被引量：7
- 2019年
- 为了探究双向轴伸泵S型弯管对水泵装置性能及稳定性的影响,为双向泵的优化提供新的思路,本文通过稳态、非稳态的CFD计算及模型试验验证,将双向泵S型弯管按中心线圆弧半径比值b的不同分为四个方案,系统的分析比较了b值对水泵装置正反向工况的效率及压力脉动等因素的影响,最后得出当b值为0.75时水泵装置性能及稳定性较好。通过单向流固耦合的方法分析了S型弯管对叶片的影响,发现弯管小半径侧水流流量偏大,因此靠近该侧的部分叶片推动该部分水流时产生的应力也偏大,对叶轮稳定性造成影响,而当b值在0.75～1范围内时,叶片所受应力及变形较小。优选的方案与原方案相比在正反向工况下的效率及稳定性均有提升。
- 郑源李城易顾晓峰陈晔
- 关键词：压力脉动模型试验
- 混流式水轮机内特性模型改进及在外特性曲线拓展中的应用被引量：4
- 2017年
- 混流式水轮机综合特性曲线反映了水轮机高效率区域的特性,但不满足水轮机大范围内过渡过程仿真需求,在仿真前需要对水轮机低效率及负效率区域的特性进行拓展。目前常用的拓展方法其原理均是根据水轮机综合特性曲线中各参数的变化趋势并结合飞逸特性曲线等约束进行的拓展,没能充分考虑水轮机内在规律,拓展结果过度依赖个人经验,具有较大的随意性。该文通过分析水轮机各部件的能量损失建立了水轮机能量平衡关系式,结合流量调节方程对水轮机内特性模型进行了改进。针对改进后的内特性模型特点设计了一种遗传算法与最小二乘法相结合的参数辨识方法,采用水轮机综合特性曲线及飞逸特性曲线对模型参数进行了辨识,采用辨识后的水轮机模型绘制了较大范围的水轮机特性曲线并与实测特性曲线进行了比对,并结合实测结果对误差来源及误差对过渡过程影响进行了分析。结果表明改进后的混流式水轮机内特性模型能够正确描述水轮机特性,采用最小二乘法与遗传算法相结合的方法能够辨识模型中的参数,将该模型应用在水轮机外特性曲线拓展及过渡过程仿真中,机组过渡过程中最大转速上升率相对误差从2.11%降低到0.54%,最大压力上升率相对误差从10.70%降低到9.52%,说明该模型能够减小仿真误差、减小传统方法中对个人经验的依赖,对过渡过程计算提供了参考。
- 门闯社南海鹏
- 关键词：计算机仿真混流式水轮机参数辨识
- 液控蝶阀联动的混流泵机组启动过程数值模拟被引量：10
- 2019年
- 为准确预测混流泵机组启动过程的瞬态特性,建立了具有液控蝶阀的某立式混流泵站全过流系统的三维几何模型,运用滑移网格法实现蝶阀的开启规律,结合三维非定常流动过渡过程研究手段,完成对混流泵机组启动过程数值计算,获得了机组启动过程外特性参数和若干测点静压值随时间的变化规律以及不同时刻内部流场瞬变特性.计算结果表明,机组启动过程最大反转转速为正向额定转速的0.16倍,水泵出口最高压力为额定值的1.26倍,均未超过允许值;机组处于泵工况转速趋于稳定时,泵段内水流流态和压力梯度变化受蝶阀开度影响明显,小开度时,泵段内压力梯度较大,最大压差为45.6 m,为额定扬程的1.62倍;高压水以射流的方式通过蝶阀从而在其出水侧产生回流,导致蝶阀两侧压差剧烈波动诱发阀体振动.
- 周大庆姜胜文陈会向
- 关键词：液控蝶阀启动过程三维数值模拟
- 基于径向基神经网络-遗传算法的海流能水轮机叶片翼型优化被引量：26
- 2014年
- 如何提高海流能水轮机的能量捕获效率是海洋能开发领域的重点研究课题,而提高海流能水轮机能量性能的关键在于其叶片几何的构造基础——水力翼型的性能提升。该文提出了一种水力翼型的多工况优化设计方法,该方法采用Bezier曲线参数化技术建立翼型的参数化表征方法,然后利用拉丁超立方试验设计技术在设计空间获取训练径向基(radial basis function,RBF)神经网络的样本点,通过计算流体动力学的方法获得每个翼型样本的性能参数后开展神经网络的学习训练,最后采用RBF神经网络与NSGA-II遗传算法相结合的现代优化技术数值求解水力翼型的多工况优化问题。基于上述优化方法对NACA63-815翼型进行了优化改进,重点研究了该翼型在3个攻角工况下(0,6°和12°)的优化问题及求解方法。优化结果表明,优化后的翼型在3个工况点下都具有更好的升阻比性能,同时也能更好地抑制失速现象的产生,验证了该优化方法的理论正确性和可行性。
- 朱国俊冯建军郭鹏程罗兴锜
- 关键词：神经网络水轮机遗传算法叶片翼型
- 淤泥自重固结过程研究综述被引量：2
- 2019年
- 淤泥的自重固结过程关系到港口、航道及水库等工程的冲刷和淤积治理,且该过程受到泥水混合物的初始浓度、盐度、黏粒含量、水中阳离子类型、微生物等因素的影响,十分复杂。对前人研究成果进行了归纳,对自重固结试验方法,自重固结开始的标志和影响固结过程的因子及其影响尺度和范围进行了比较系统的分析总结,并提出了今后研究淤泥自重固结过程需要进一步解决的问题。
- 崔伟邵宇阳童朝锋
- 关键词：自重固结有效应力淤泥
- 多重分形及其改进算法研究被引量：3
- 2014年
- 对多重分形计算过程的影响因素进行了研究,发现运用盒子覆盖法计算多重分形谱时,盒子移动的初始方向对结果影响较明显。针对这一问题,提出了一种改进的多重分形计算方法,即在选取合适的参数和考虑盒子尺度变化的同时,加入了盒子相对位置这一影响因素,将盒子在不同初始位置时得到的维数平均值作为维数值,进而以Weierstrass函数为例,将运用改进算法得到的维数值与理论维数值进行了对比。分析结果表明,运用改进的多重分形计算方法所得的结果在准确性和稳定性方面均有明显提高。
- 郭鹏程孙龙刚李辉袁江霞
- 关键词：多重分形谱
