国家重点实验室开放基金(2008-ZY-2)
- 作品数：8 被引量：36H指数：5
- 相关作者：陈乃祥樊红刚李凤超王正伟梁开洪更多>>
- 相关机构：清华大学更多>>
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- 相关领域：水利工程理学机械工程农业科学更多>>
- 贯流式机组桨叶与导叶全三维联合设计被引量：5
- 2012年
- 为了充分反映水流经过导叶后的流态对桨叶入流的影响,本文建立了灯泡贯流式机组桨叶和导叶的全三维联合反问题计算模型。在包括桨叶和导叶的计算域中,求解联立的控制方程,同时设计得到了导叶和桨叶的空间叶型。采用联合设计和单独设计模型分别设计了一低水头贯流式机组的桨叶和导叶,并在设计工况下对其进行了全流道湍流数值模拟。性能预估结果表明,与单独设计相比,联合设计的桨叶进口边附近压力分布得到改善,导叶和桨叶段的联合损失减小,转轮效率提高。
- 李凤超樊红刚王正伟陈乃祥
- 关键词：水力机械贯流式水轮机全三维
- 轴流泵叶轮内部流场大涡模拟及分析被引量：10
- 2009年
- 本文将大涡模拟与基于特征线的有限元分离算法相结合,对轴流泵叶轮内部流场进行了数值分析。为验证算法的准确性和可靠性,对NACA0012翼型在雷诺数Re=800下且攻角为20°时的绕流流动进行计算,成功得到了该流动的双解,计算值与直接数值模拟结果相符。大涡模拟计算得到的轴流泵外特性曲线与y试验数据基本吻合,特别在偏离工况下能较好地反映泵的能量特性,表明大涡模拟有较好的工程应用前景。分析了叶轮的进出口流场速度分布及叶片表面的压力脉动,发现小流量工况时叶轮轮缘附近存在叶道涡和较强的压力脉动,此现象与导水锥段收缩流道造成的叶轮进口轴向速度非均匀分布有关。
- 梁开洪曹树良陈炎祝宝山
- 关键词：大涡模拟轴流泵压力脉动叶道涡
- 贯流式机组桨叶与导叶全三维匹配设计方法被引量：9
- 2010年
- 本文建立了灯泡贯流式机组桨叶和与之相匹配的导叶的全三维反问题计算模型。模型中通过给定导叶出口边与桨叶进口边上的速度矩分布规律来建立桨叶和导叶之间的匹配关系。设计得到的桨叶和导叶叶型均为空间曲面形状,内缘比外缘更为扭曲。在设计工况对其进行联合数值模拟,并根据转轮进口和尾水管进口截面上的速度矩分布状况调整了设计,增大导叶的出口安放角,使得转轮效率提高到92.28%。该设计方法有利于研究桨叶和导叶之间的联合流动性能,为寻求其最佳匹配关系打下了基础。
- 李凤超樊红刚王正伟陈乃祥
- 关键词：水力机械贯流式水轮机全三维
- 计及管道特性的调压室三维流场计算研究被引量：3
- 2012年
- 本文对两侧各接有较长管道的调压室系统实现了管道特征线法和调压室三维非定常流动的联合计算,即建立了联合计算模型,其调压室底部与管道连接处通过迭代计算而获得有机衔接。将其结果与建立在一维压力平衡原则基础上的调压室(一维)模型的计算结果进行比较,在一维模型孔口阻尼取值合适时,两者计算结果有很好的一致性。验证了用调压室一维模型来描述调压室的动态特性,有较好的准确度。但混合模型的计算结果能反映调压室孔口等部位的结构形式对流动的影响,从而使结果能更基础地显示调压井真实的动态性能。
- 袁义发樊红刚李凤超陈乃祥
- 关键词：水电站调压室非定常流动
- 连接引水管道的水轮机暂态过程计算被引量：2
- 2012年
- 考虑水轮机工况变换过程中引水管道内瞬变流与机组内部暂态流动的相互影响,对管道瞬变流采用特征线法求解,机组内部暂态流动采用三维不可压缩流动的有限体积法求解,按照管道与机组连接处流量连续和水头平衡的原则,建立了管道瞬变流与机组内部三维暂态流动的耦合计算模型.并分别采用建立的耦合计算模型、电站常规过渡过程计算模型和常规三维流动计算模型对带有引水管道的水轮机甩负荷导叶关闭工况进行了仿真计算.结果表明:3种计算方法得到的机组压力、转速等宏观参数变化趋势一致,但采用耦合计算模型时,由于考虑了管道内水击压力的反射和叠加,导叶关闭过程中蜗壳进口的压力上升更高,机组内的压力脉动也更剧烈,能够更真实地反映动态过程中管道瞬变流与机组内部三维暂态流动的相互作用.
- 樊红刚黄伟德陈乃祥
- 关键词：水轮机暂态过程非定常流动
- 贯流式水轮机桨叶涡动力学优化设计被引量：5
- 2011年
- 为了优化贯流式水轮机桨叶的叶型,引入边界涡量动力学理论。对初始设计的导叶和桨叶叶型进行全流道三维湍流模拟,分析了桨叶表面上边界涡量流分布状态,找到了局部流动不良的部位。通过调整设计中给定的速度矩分布规律,对桨叶叶型进行优化。叶型改进后,桨叶轮毂附近和进口边附近边界涡量流分布明显改善,转轮效率提高。计算表明:桨叶表面上边界涡量流分布状态更有效地反映了转轮的流动性能,能够为叶型优化提供可靠的依据。
- 李凤超樊红刚王正伟陈乃祥
- 关键词：水力机械贯流式水轮机优化设计
- 贯流式斜向空间导叶全三维密合设计被引量：1
- 2010年
- 为实现贯流式机组斜向空间导叶的密合设计,提出了一种基于最优化技术的设计方法。利用全三维反问题模型设计导叶叶型,保证它具有良好的绕流性能,并为转轮提供必需的环量。以出口边和进口边附近叶片表面上的准正交网格线构成密合基线为目标,采用单纯形加速法控制速度矩参数的变化,使得叶型逐步满足密合要求。导叶和桨叶进行联合数值模拟,结果表明,设计的导叶绕流水力损失小,并且设计计算具有足够的精度。
- 李凤超樊红刚王正伟陈乃祥
- 关键词：贯流式水轮机锥形导叶全三维
- 射流放水阀动态关闭过程研究被引量：5
- 2009年
- 射流放水阀是水电站和水坝放水系统中广泛应用的流量控制装置。目前关于射流放水阀的数值模拟均为静止状态下的流场分析,运动状态下的流场数值模拟还未见报道。本文采用温度体模型和重叠分区背景网格方法生成射流阀动态关闭过程中的计算域网格,首次采用数值模拟方式对其动态过程进行研究。数值模拟结果显示,射流阀流量与开度呈近似线性变化规律,但在大开度和小开度范围内,流量随开度的变化较为平缓。水流经阀针后发生分离,在其背部形成主流区、剪切层区和回流区。在阀针外缘处、阀壳喉部及阀针后侧的压力远远低于阀针头部及正面压力,将导致这些区域发生汽蚀。数值模拟结果与实验观测到的现象非常吻合。
- 陈炎曹树良梁开洪祝宝山
