虹吸式出水流道内流数值计算与水力设计优化

采用有限容积法、非结构化网格和SIMPERC算法,数值模拟了虹吸式出水流道内部三维流动,数值计算的有效性和可靠性得到了物理模型试验结果的验证.通过计算流道关键断面的速度分布均匀度和流道的水力损失,定量评价虹吸式出水流道水力设计的优劣,实现了虹吸式出水流道水力性能预测,依此开展水力设计优化,可节省大量的试验经费和时间.     

基于CFD的转轮叶片对虹吸式水轮机水力性能的影响分析

为了更加高效地利用超低水头水力资源,设计了一种采用虹吸式出水流道的轴流式水轮机。针对这一形式的水轮机,在设计水头和额定转速下采用CFD进行三维数值模拟,计算各过流部件的水力损失,研究水轮机的水力性能。通过改变转轮叶片出水边翼形,对比分析转轮出口水流流态与虹吸式出水流道水头损失的关系,研究不同叶片对虹吸式水轮机水力性能的影响。结果表明,在水头、转速和导叶开度相同的情况下,各修改方案中叶片3使得出水流道水头损失较小,其对应的平均涡角为13.26°,出水流道水头损失为0.135 m,水轮机的效率也较高(为89.33%)。此外,选取效率较高的叶片,改变叶片数量,分析其对虹吸式水轮机水力性能的影响。     

大型泵站虹吸式出水流道三维紊流数值计算

利用RNGκε湍流模型,闭合定常不可压雷诺时均NS方程,采用有限体积法和非结构化网格,数值模拟了设计工况下某大型泵站虹吸式出水流道的内部三维流动,并分析了流道内部流态,对驼峰断面和出口断面的速度分布特性进行了定量计算.结果表明:流道的水力损失和阻力系数分别为0.204m和3.188×10-3,驼峰断面和出口断面的速度分布均匀度分别为73.9%和65.4%,实现了流道水力特性的预测,为虹吸式出水流道水力设计优化和模型试验研究提供了参考依据.     

基于π定理的虹吸式出水管原型和模型虹吸形成时间的相似分析

基于π定理的量纲分析方法,对大型泵站虹吸式出水管虹吸形成过程中水力驱气阶段、水力挟气阶段和虹吸稳定流阶段水流特征量进行了量纲分析,分析了原、模型虹吸形成各阶段所应遵循的流体力学相似准则。结果表明:在重力相似条件下建立物理模型时,在虹吸形成过程的水力挟气阶段和虹吸稳定流阶段,模型的历时与原型相似;在水力驱气阶段,虹吸形成时间除受到Froude数影响,还受到Weber数和Euler数的影响。在进行虹吸式出水管模型试验研究时,仅保持重力相似的模型装置而不考虑Weber数及Euler数的影响,会引起原、模型间比尺效应问题,通过模型预测的虹吸形成时间将比原型的虹吸形成时间偏小。     

浅析虹吸式出水流道管理对泵站装置效率的影响

虹吸式出水流道虹吸能否形成对泵站装置效率影响很大，特别是对于低扬程、大流量泵站影响更大。文章根据多年的现场测试经验，分析了影响虹吸式出水流道管理的几个因素，提出了改善的具体办法。     

基于RNG模型的虹吸式出水流道三维紊流数值模拟

虹吸式出水流道是大型泵站广泛采用的一种出水流道型式,其几何形状复杂,流道内的流动分布大多不均匀,并有局部的涡旋、回流、脱流现象．为了深入了解其流动特性,采用RNGκ-ε紊流模型,对流道内流动进行三维紊流数值模拟．并通过模型试验验证了数值模拟结果的正确性．     

某泵站全流道CFD仿真及流道改造研究

为了使进出水流态稳定,减少出水流道水力损失,使用三维模拟软件Fluent,采用RNG k-ε模型对某城市排涝泵站全流道进行数值模拟仿真;针对泵站前池水流流态不稳,影响进水流道水流状态,出水流道流态不稳且水力损失较大等问题,对前池尺寸以及出水流道形式进行优化,并对优化方案进行仿真。优化前、后方案的仿真结果表明,前池的水流流态得到改善,出水流道水流流态得到改善,水力损失减小。     

浅谈水泵站进出水流道改造与技术设计

为深入认识与该泵站出水流道水力设计有关的水力学问题,本文采用三维紊流数值模拟的方法,对该泵站出水流道内的流态进行分析研究,并在此基础上应用簸箕形进水流道方案较好流道的三维优化水力设计方法。     

进水流道对立式混流泵装置能量特性的影响

采用计算流体力学方法，对三个不同的进水流道设计方案所组成的立式混流泵装置进行了内流数值模拟．在分析进水流道基本流态的基础上，对进水流道出口水流条件以及水泵装置能量特性进行了定量计算．数值计算结果表明，水泵的设计进水条件与水泵装置中的水泵进水条件存在明显差异，进水流道水力设计对立式混流泵装置的能量特性有显著的影响，工程设计中应重视进水流道的选型以及进水流道与水泵性能最佳匹配的研究．进水流道水力设计优化可有效地改善进水流道出口流态，确保水泵有良好的进水条件，大幅度提高水泵装置效率。     

泵站簸箕型进水流道水力特性试验及数值模拟

对一经优化设计的泵站簸箕型进水流道制作了水力模型,测试其水力损失;采用雷诺平均纳维斯托克斯方程(RAN S)和标准k-ε湍流模型,运用S IM PLEC算法,对流道内部流场进行了三维湍流数值模拟,揭示了流道内水流的流态和特征断面的速度分布规律.试验和数值分析结果表明,所设计的簸箕型进水流道内无漩涡,流态良好,水力损失小,水泵进口速度分布均匀,加权平均入流角接近90.°     

陶瓷窑炉中硅酸铝纤维的老化机理

模拟卫生瓷用窑炉的工作环境，将陶瓷纤维置于各种温度场、气氛场（还原及氧化气氛）及腐蚀性介质中加热，并借助XRD、TEM、DTA等分析测试手段，分析概括了陶瓷纤维使用寿命与工作环境间的关系。     

主题配对法在卫浴产品设计中的应用

为了满足用户快速获得多样化产品的需求,解决卫浴产品设计中设计方案大量生成问题,应用主题配对的研究方法,探讨了主题配对模型与卫浴产品设计,并以花洒设计为例,构建了基于主题配对模型和计算机辅助设计花洒三维形态设计系统软件.在生产实践中,该系统实现了卫浴产品设计的快速产业化,提高了卫浴产品开发设计效率.     

高温陶瓷过滤器正向流动与过滤过程的数值计算

利用FLUENT计算流体力学软件,对高温陶瓷过滤器正向流动与过滤过程进行了数值计算,得到了切向进气和径向进气时高温陶瓷过滤器内的流场分布.结果表明:对于包含突变截面和多孔介质两类通道的复杂流动系统,合理地选择计算区域和分配网格后,应用FLUENT计算流体力学软件可以得到满意的计算结果;陶瓷过滤器的流动损失主要发生在陶瓷过滤管的多孔陶瓷介质内;当气体径向进入工作段时,对陶瓷管的冲击较大;当气体切向进入时,在工作段壁面附近的速度较大,对陶瓷管的冲击较小;切向进气时高温陶瓷过滤器的进出口压降小于径向进气时.从保护陶瓷管和减小压降两方面考虑,切向进气方式的高高温陶瓷过滤器优于径向进气方式的高温陶瓷过滤器.研究结果为选择高温陶瓷过滤器的进气方式提供了理论依据.     

基于动态来流的非稳态虹吸流动控制与优化

建立了具有两类自然动态来流的非稳态虹吸流动模型,利用计算流体动力学(CFD)方法分析来流条件对虹吸式流道性能的影响,得到30组实验数据样本.通过虹吸进口的累积动量分析,发现动态来流条件对非稳态虹吸性能影响较大,使用GA-ANN法对来流条件进行优化,当连续来流和小孔泄流两种来流比例为7∶1时虹吸效果最佳,可为虹吸流道设计及非稳态虹吸流动控制研究提供参考.     

动车洁具喷嘴制造工艺分析与优化研究

通过对动车洁具喷嘴体加工工艺方法的研究,分析加工喷嘴过程中的工艺难题,研究产品大批量生产的解决方案,通过优化工艺路线,设计专用夹具,合理选择刀片,选用最佳切削用量等实践,证明该工艺方法可行,并能提高生产效率和产品合格率。     

孔隙率分布对陶瓷过滤元件过滤特性的影响

针对整体煤气化联合循环和增压流化床燃烧联合循环中陶瓷过滤元件之间的粉尘架桥现象，依据陶瓷过滤元件过滤流动的基本模型和理论，提出变孔隙率陶瓷过滤元件的新概念，推导出为消除或减小粉尘架桥现象的孔隙率沿轴向的分布函数．结果表明：为了避免或减小陶瓷过滤元件之间的粉尘架桥现象采用变孔隙率陶瓷过滤元件是可行的；所用陶瓷过滤元件的孔隙率沿轴向分布的函数表达式为幂指数形式，并且孔隙率沿轴向是逐渐增大的；当陶瓷过滤元件管内处于层流或紊流流态时，因管道摩擦系数不同孔隙分布函数的表达式也不同．     

单级涡壳式离心泵内二维流场的数值模拟

通过使用FLUENT软件模拟计算单级涡壳式离心泵的二维流动,采用标准的湍流模型,计算分析了离心泵内的速度矢量图、压力等直线图。结果表明离心泵叶轮内各通道的流量、流速及压力分布有显著差别,呈现明显的非对称性。利用数值模拟方法能真实反映泵内部的复杂流动,为泵内叶轮的设计、改进提供了理论依据。     

船坞虹吸灌水廊道驼峰压强计算及最优半径的确定

针对近年来广泛应用的虹吸灌水廊道中的驼峰负压和虹吸段半径.通过在柱坐标系下建立虹吸段水流运动方程,推导出了驼峰断面流速和压强的解析表达式,并用水力模型试验结果验证了压强表达式的准确性.在此基础上提出了廊道虹吸段最优半径的确定方法,对比分析了已有方法得出的最优半径下的断面压强分布,并对某廊道的虹吸段半径进行了优化试验,均验证了最优半径确定方法的有效性.