水电站迳流调节的数值计算途径

本文首先研究通过水电站水轮机流量迭代式的收敛性，然后提出水电站迳流调节计算一套严格完整的数值计算公式．这些公式具有计算简单，精确度高的优点，是水电站迳流调节计算一条值得推广的新途径。     

压裂水平井考虑裂缝变质量线性流模型

应用复位势理论、叠加原理,并把裂缝内流动分为两个部分:远离井筒的变质量线性流和靠近井筒的径向流,建立了产能预测公式。结合实际数据,计算了不同地层渗透率、裂缝条数、裂缝间距和裂缝长度条件下,考虑和不考虑变质量线性流段的产能,通过分析发现:1当地层渗透率较大时,考虑和不考虑变质量线性流段的产量相差较大;2裂缝条数越少、裂缝间距越大、裂缝长度越长,考虑和不考虑变质量线性流动之间的产量相差越大。因此,压裂缝中远离井筒的线性流动对产能预测有很大影响。最后,用实际的生产井数据验证了公式的可靠性,结果表明产能公式是可靠的。     

多变量拟协调元法解流函数形式的两维Navier-Stokes方程

本文应用多变量拟协调元方法解二维Ｎ—Ｓ方程，克服了Ｃ１类连续性条件给流函数方法带来的困难，采用文中提供的单元列式，可以构造出一族适于该方程计算 的低参数三角形和四边形单元。这种列式以显式的形式出现．在形成单元矩阵过程中． 不必进行数值积分，减少了计算量。本文讨论了虚功（率）原理和伪变分原理（Ｐｓｕｅｄｏ－ Ｖａｒｉａｔｉｏｎａｌ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）在 Ｎ—Ｓ方程上的应用，并构造出一种适用于低参数单元的 伪变分原理泛函，最后，推导出一种九参数三角形流函数单元，进行了数值试验，说 明本文提供的方法和单元，具有较高的计算精度，且有一定的实用意义。     

平板闸孔自由出流流量系数的实验研究

搭建了一个水力学的实验模型,对平板闸孔自由出流流量进行了实验分析,计算得到了自由出流流量系数的实验数据,将其与常用的三种自由出流流量系数的经验公式的计算值进行比较,为工程应用中经验计算公式的选择提供了实验依据。通过曲线拟合的方法,提出了一种基于二次函数的自由出流流量系数的计算方法,为流量计算提供了一种新的参考。     

基于快速成形技术滴头的结构试验研究

快速成形技术(RP)能在几小时之内把滴头的三维计算机辅助设计(CAD)模型转换成滴头原型,制作出的原型可直接连接到水力性能试验台上进行试验．测量了11个压力点下每种4个滴头的流量值,然后应用MATLAB软件中的科学计算模块进行回归分析,具体采用多无线性回归算法,最后得到了6种滴头的压力流量公式和总的回归图．在对回归公式进行比较时,发现6种滴头公式的系数项随流通单元数的增加而减少,当相对于宽度为1．0mm的截面时,0．8mm截面的流量系数和流态指数均呈现明显减小现象,说明后者比前者的水力特性好,即流量随压力变动小,这也能从回归图中得到验证．由于0．8mm比1．0mm截面的流量压力曲线更平缓,因此可得出滴头迷宫的单元数越多,截面尺寸越小,压力流量曲线就越平缓,即水力性能就越好的规律．     

变系数二阶流体在偏心环空中非定常流压力梯度的数值计算

建立给定流量条件下变系数二阶流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的瞬时压力梯度方程,给出这种流动的时均压力梯度公式及相应的数值计算方法;以HPAM水溶液为例,对其在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的时均压力梯度进行数值计算和室内试验。结果表明:环空偏心度对时均压力梯度有明显影响,内管冲程和冲次对时均压力梯度的影响不明显;试验验证了时均压力梯度公式及相应数值计算方法的正确性。     

任意变厚度开顶旋转扁薄壳的非线性稳定

变厚度开顶旋转扁薄壳的大挠度计算因为复杂，仅见一种特殊情形的数值解答．在16种边界条件下，以三次B样条函数为试函数，用配点法计算变厚度开顶圆锥壳和球壳的非线性稳定．给出了在均布荷载、内边缘均布线荷载或外边缘均布力矩作用下，线性变厚度开顶圆锥壳、球壳的上、下临界荷载．在均布荷载或内边缘均布线荷载作用下，指数型变厚度固定夹紧开顶球壳的上、下临界荷载得到了同其他方法一致的结果．研究表明，样条配点法具有输入数据少、计算简便、精度高和计算程序通用的优点。     

水电站变顶高尾水洞瞬变流计算及体型设计

对水电站变顶高尾水洞内明满交替流计算方法及变顶高尾水洞体型设计进行了研究，介绍了变顶高尾水洞的工作特点．采用改进狭缝法模型，结合某大型水电站取消尾水调压室方案进行瞬变流计算，提出了明满交替流分界点的处理方法．分别针对具有不同顶坡、底坡和底宽的变顶高尾水洞体型在不利工况下的瞬变流计算成果进行比较分析，结果表明，变顶高尾水洞具有一定的尾水调压室作用，若适当地选取体型参数可不设尾水调压室；顶坡对整个尾水系统的影响非常大，底坡和底宽的影响相对较小．     

关于一类扩散过程的随机变分计算

对一类比较广泛的随机微分方程的解进行了随机变分计算，在一定条件下得到了相应的分部积分公式．     

底吹钢包中气液两相流的数学模型

底吹钢包中气液两相流的数学模型邓安元，彭一川，杜钢建立了底吹钢包中气液两相流的数学模型．这一模型可用于计算不同气体流量下，气液两相区内各截面处的流股直径和卷吸液体体积流量．数值计算表明，流股直径和卷吸液体体积流量都随高度的增加而增大．底吹钢包中气液两...     

Analysis of condenser venting rates based on the air mass entransy increases

Condenser thermal performances, such as the back pressure and venting rate, are strongly affected by the tube arrangement. Condensers have three irreversible pro- cesses for the fluid flow, heat transfer and mass diffusion. The condenser venting rate is studied here based on an air mass entransy analysis. The air mass entransy increment rate for the steam and air mixture on the condenser shell side is expressed as a function of the distributed air mass fraction and the steam condensation rate to define the relationship between the condenser venting rate and the flow parameters. Condensers with three typical tube arrangements were analyzed numerically using the porous medium model. The results show that a bigger venting rate always corresponds to a smaller air mass entransy incre- ment rate. The air mass entransy generally decreases in the air concentration region and increases in the air cooling region under the combined action of the air diffusion and steam condensation. The numerical results indicate that the air cooling region of a condenser should be carefully designed and the cooling tubes should be properly arranged to guide the steam flow so as to weaken air concentration, and consequently to decrease the venting rate.     

绝热毛细管的临界流动分析

制冷系统的蒸发温度、制冷量、输入功率、性能系数随毛细管的改变而变化，其工作特性对整个系统而言显得十分重要的。因此对毛细管的流动过程建立了质量、能量和动量守恒特性方程，以熵最大原则建立了临界流状态下毛细管出口临界状态的参数关联式，分析计算了进口压力和毛细管内径对出口临界参数的影响，并与标准试验毛细管曲线进行了对比，结果表明，该模型在一定参数范围内与实际状况吻合。     

漩涡式气体质量流量计的研究

介绍了一种利用检测漩涡频率和横向变动升力的方法测量气体质量流量的漩涡式气体质量流量计。同时论述了其测量机理、电子线路、实验结果及结论。     

超临界CO2热泵蛇形管气冷器传热特性研究

为了减少能源消耗、提高CO₂热泵的效率,基于Fluent软件,采用数值模拟方法对超临界CO₂在蛇形管气冷器中的传热特性进行研究。主要探究蛇形管内超临界CO₂的流动特性,通过改变操作压力、CO₂和冷却水的质量流量,分析蛇形管的传热性能。结果表明,蛇形管中离心力周期反向,会使温度和速度梯度呈周期性的内侧和外侧交互扩散的趋势;超临界CO₂压力越靠近临界点,平均传热系数越高,压力为8 MPa下的平均传热系数相较于9 MPa和10 MPa分别提高了24.37%和42.53%;超临界CO₂的平均传热系数随着CO₂质量流量的增加而增大,随着冷却水质量流量的增加而降低,冷却水质量流量的增加不会对峰值点的传热系数产生影响,但会使峰值点出现的位置提前。研究结果为超临界CO₂热泵蛇形管气冷器的设计、运行及热效率的提升提供了理论依据。     

锥纹管换热器流体流动与传热性能实验研究

波纹换热管是一种具有特殊形状的双面强化传热管,传热效率高,轴向变形补偿能力强,被广泛应用于工程实际中。锥纹管是在传统波纹管的基础上进行改进得到的新管型,具有优越的强化传热特性。针对锥纹管弓形折流板换热器的流动与传热特性进行实验研究,并将其与传统光滑管弓形折流板换热器进行对比,实验结果表明：在所测试流量范围内,当管程介质为水,壳程介质分别为水和32#液压油时,与光滑管换热器相比,锥纹管换热器的总传热系数分别提高了5%~40%和5%~20%,管程压力降升高了20%~70%,壳程压力降降低了10%。同时进行了相关数值模拟计算,并基于实验和模拟结果,对以水为介质的锥纹管换热器的管壳程传热准则关联式进行了拟合,数值验算结果表明,关联式可以满足工程设计的精度要求。     

高层建筑桩筏基础变刚度调平设计应用

针对高层建筑桩筏基础的差异沉降控制问题,最新修订的《建筑桩基技术规范》JGJ 94—2008提出了变刚度调平设计新理念.群桩基础变桩长、变桩距是变刚度调平设计手段之一.在7组变刚度物理模拟试验及ANSYS有限元分析3组数值模拟试验的基础上,用MATLAB对数据进行回归分析,得到变刚度群桩基础沉降的计算公式,推导出物理模型试验的相似准则方程,对某高层变刚度布桩基础进行了沉降预测分析.实测沉降结果表明:变刚度沉降计算方法比《建筑桩基技术规范》更接近实际,可为变刚度调平设计工程提供有益借鉴.     

锥纹管换热器流体流动与传热性能实验研究

波纹换热管是一种具有特殊形状的双面强化传热管,传热效率高,轴向变形补偿能力强,被广泛应用于工程实际中。锥纹管是在传统波纹管的基础上进行改进得到的新管型,具有优越的强化传热特性。针对锥纹管弓形折流板换热器的流动与传热特性进行实验研究,并将其与传统光滑管弓形折流板换热器进行对比,实验结果表明：在所测试流量范围内,当管程介质为水,壳程介质分别为水和32#液压油时,与光滑管换热器相比,锥纹管换热器的总传热系数分别提高了5%~40%和5%~20%,管程压力降升高了20%~70%,壳程压力降降低了10%。同时进行了相关数值模拟计算,并基于实验和模拟结果,对以水为介质的锥纹管换热器的管壳程传热准则关联式进行了拟合,数值验算结果表明,关联式可以满足工程设计的精度要求。     

变速旋转梁的建模与运动稳定性分析

利用哈密顿原理建立了支承运动情况下变速旋转梁的弹性振动方程及边界条件。根据模态分析方法，利用边界条件以及模态函数的性质，得到了一组惯性解耦时变系数的模态坐标方程组。并分析了几种特殊情况下的经典时变振动方程即Hill方程和Mathieu方程。将时变系数的常微分方程组变为增量形式，根据Newmark方法逐步积分，运用梁端部弹性振动的相轨迹分析了该时变系统的稳定性。最后给出了变角速度情况下，常有支承运动旋转梁的稳定性分析算例。     

水平管排外降膜蒸发换热特性

采用层流和紊流两种模型对水平管外垂下液膜的强制对流蒸发换热性能进行了数值计算 .计算中 ,对管顶部的冲击滞止区和管侧部的自由绕流区分别采用不同的坐标变换方法进行微分方程组简化 .根据滞止区计算结果确定自由绕流区的初始边界条件 ,排除了以前类似计算中人为假定计算边界条件的缺陷 .紊流计算采用壁面函数法 .计算结果和作者的单管和管排实验数据及其他研究的实验数据进行了比较 ,结果表明 ,实验值处于层流解和紊流解之间 ,更靠近紊流解 .实验证明 ,单管和三管管排的平均换热系数十分接近 ,数值计算结果对管排中各管都能适用     

变导流能力压裂气井非达西产能研究

当前致密气藏开发中,压裂已成为一种重要的增产措施。大量室内实验及现场数据表明裂缝的导流能力并非定值,而是沿裂缝延伸方向逐渐减小。因此,引入裂缝导流能力与位置的关系函数,采用无因次采气指数的方法,建立了压裂气井变导流能力产能模型。同时,该模型也考虑了压裂过程中裂缝壁面储层污染效应;裂缝内气体高速流动引起的非达西效应。研究表明:与定导流能力相比,变导流能力时气井产量降低,且裂缝导流能力较低时影响严重。裂缝内气体的高速非达西流动,会降低支撑剂的有效渗透率。可采用雷诺数对支撑剂渗透率进行修正,进而计算产能;考虑非达西效应时,气井产量也将降低。水力裂缝不仅提供了气体流动通道,也减缓了裂缝内气体非达西效应。支撑剂渗透率和裂缝宽度对气井产量有显著影响,施工中应选用高渗透率支撑剂、造宽缝,提高裂缝导流能力。