恒定有压扩散流的大涡模拟

采用大涡模拟（LES）方法对恒定有压扩散流进行了数值模拟，对大尺度漩涡直接求解Navier-Stokes方程，小尺度漩涡采用标准Smagorinsky亚格子模型模拟．针对不同雷诺数下扩散段内的水流进行数值模拟，得到了各雷诺数流动时的时均速度场，分析了不同流态下扩散段内恒定有压扩散流时均流动特性．通过对不同流态下扩散段内连续瞬态流场的分析，探讨了不同雷诺数流动时扩散段内瞬态流场结构特点以及分离区内漩涡的变化规律，指出在恒定流状态下扩散段内存在流动的局部不稳态现象（主流的非周期性摆动），并对此现象进行分析．计算结果和试验结果吻合较好．     

矩形汇流室水流性态模型试验研究

对水电站地下厂房尾水系统中的矩形汇流室的水流性态进行了模型试验研究，采用水面等位线描述了各种运行工况下矩形汇流室的水流流态，阐明了下游尾水位和不同机组运行工况对矩形汇流室的水头损失和水流流态的影响．试验表明，大多数工况下，尾水隧洞进口处都有较明显的颈缩现象，它直接与汇流室的体型有关，单机运行时投入２”机组运行，双机运行时采用１＃及２＃机组同时运行，或２＃及３＃机组同时运行，对减少汇流室的水头损失和改善水流流态有利。     

岔管流动的数值模拟

应用k-ε模型和控制体积法建立了三维紊流数学模型,根据工程需要对某抽水蓄能电站的引水岔管和尾水岔管的不同体型进行了流态、流速、压力分布的数值模拟研究,在原方案计算结果的基础上提出了修改方案并进行了对比计算,给出了不同工况的水流流态、流速分布和压力分布以及相应的水头损失系数.计算结果表明,修改方案流态有明显改善,水头损失系数明显减小.     

两机共用的尾水调压室水力特性试验研究

针对两台机组共用的尾水调压室进行了水力特性试验，研究了尾水调节室流量经、阻抗孔口水中水流方向及孔口开关形状对尾水调压室水头损失系数的影响，试验结果表明，阻抗式不调压室的水头损失系数并不是现有文献所描述的那种仅与孔口形状充方向有关的常数，而一个与流量比有关的变量，文中给出了不同阻抗也口的高压室水头损失系数关于流量经的最小二乘拟合公式。     

旋转射流钻头的叶轮设计

旋转射流钻头是一种新型高效水力破岩钻头，作为旋流发生器的叶轮，其性能直接影响破岩效果．文中分析了旋转射流钻头的内流场，在此基础上提出叶轮设计目标和要求，证明了对圆柱形叶轮，不存在既无径向流又等旋度的叶轮参数．同时，运用翼型绕流理论，推导出有关叶轮长度、半径、叶片安放角等参数与射流喷嘴直径、扩散角、旋度之间的关系式，分析并确定了叶片工作性能与来流压力的关系式．运用实例说明了这些公式的使用以及叶轮段水头损失的估算方法，可为叶轮的设计提供理论指导．     

底部设置隔壁式岔管的调压室水力特性三维数值分析

为了研究底部设置隔壁式岔管的调压室复杂水力特性,通过构建底部设置隔壁式岔管的调压室结构的三维数值计算模型,分析了典型流态下调压室的水流流态特性、分流/合流流态下局部水头损失系数与分流比的关系、正常运行工况下水流流经调压室底部的水头损失系数和水头损失特性,并推导得到了水流全部流进/流出调压室的水头损失系数和流量系数转换公式,较全面阐明了底部设置隔壁式岔管的调压室的局部水力特性。结果表明,三维数值模拟方法能准确揭示相应调压室结构的水力特性,水流全部流进/流出调压室的流量系数总体介于0.6~0.8之间,与规范相比,水流流进/流出调压室的流量系数相对较大。     

有压管道孔口消能效率分析

在分析有压管道消能问题的基础上,提出了二种典型实用的孔口消能方式：末端式消能和在线式消能。在研究孔口基本水力特性基础上,结合山西省万家寨引黄工程流量调节阀工程实际,对孔口消能效率及其与孔口流量系数、孔口过流面积和输水管道出口水头的关系进行分析研究。研究结果为类似工程设计提供了技术参考。     

岩溶管道的折算渗透系数取值探讨

为完善岩溶管道的折算渗透系数计算方法,基于Izbash指数方程,在考虑了局部水头损失和沿程水头损失的条件下推导了岩溶管道的折算渗透系数公式,并通过建立弯折岩溶管道模型验证该方法的合理性。基于此弯折岩溶管道模型,采用单因素分析法,讨论了4种流态分区(层流区、水力光滑区、第二过渡区和水力粗糙区)下折算渗透系数对水流的雷诺系数、岩溶管道直径和弯折角度以及岩溶管道计算长度的响应。结果表明:(a)岩溶管道较短时,大雷诺系数和水流边界条件的急剧变化会产生较大的局部水头损失,此时推导的考虑局部水头损失的折算渗透系数可以较好地反映实际情况。(b)岩溶管道直径对折算渗透系数的影响最大;雷诺系数只在层流区影响较大,其他3个流态区雷诺系数、弯折角度和岩溶管道计算长度的影响与管道直径相比较小。     

给、排水泵站进水流态紊乱的危害与对策

在一些大型给、排水沉井泵站的运行中,因前池尺寸偏小,水流自引水管进入前池后,突然扩散,流态紊乱,形成独特的水流现象.本文根据模型试验成果,对进水流态进行了分析,求出前池扩散水流的水力参数,研究流态紊乱对水泵运行的危害,并探讨改善流态的对策和提高泵站效率的途径.     

三峡工程水电站进水口的型式及其水力特性

主要论述三峡工程电站进水口的型式及其实验结果．三峡电站进水口设计是有两种型式,即单孔方案和双孔方案,每种方案都经过数次体型优化,并对每种优化方案进行了模型试验．本根据试验成果对单、双孔进水口各方案的水力特性进行了综合评述及对比分析,最终得出,双孔方案总比单孔方案的流态更好．在给定的控制条件下,双孔方案进水前不会导致任何的漩涡产生,相反,在单孔方案进水口前出现了挟气漩涡．尽管这处漩涡在单四方案中可以被消除,但是要设置破选措施．试验结果表明,双孔方案增大了电站进水口的面积,但是并没有降低水头损失,两种进口方案有着几乎相同的水头损失,但就某种方案而言,优化过程还是降低了水头损失的．本最后简要评价了ASCE的设计准则。