叶型逼近求解水泵水轮机双向流动的方法

为了求解水泵水轮机转轮内部的双向流动,提出了基于全三维转轮叶片设计模型的叶型渐近方法.该方法从水轮机方向设计目标叶型,并得到水轮机方向流场.再利用设计程序,从水泵流动方向设计叶型,用单纯形加速法控制速度矩分布变量,使得该叶型逐步逼近目标叶型,并得到水泵方向的流场,即得到同一叶型的双向流场.根据计算出的流场可以预估转轮的双向能量性能与气蚀性能.对一高水头水泵水轮机进行了设计计算,结果表明,该方法是可行的.     

抽水蓄能电站导叶关闭规律的优化

为了改善抽水蓄能电站的传统两段导叶关闭规律优化效率较低的缺陷,对一种先延时再直线关闭的特殊关闭规律进行了研究。采用延时直线关闭规律和两段关闭规律对不同转轮特性、不同额定水头的抽水蓄能电站进行了过渡过程仿真计算并对结果加以比较。延时直线关闭规律能显著地降低最大水击升值和机组转速升值,并且仅有两个控制变量,因而易于优化。在其延时段,可利用可逆机组甩负荷后转速上升和机组流量相互抑制的特点而提高关闭规律的优化效率。     

基于涡动力学的可逆转轮双向流动诊断及优化设计

为了诊断可逆转轮的三维流场,引入局部涡动力学诊断方法,从叶片对流体做功能力分析过流部件的设计状况。通过对沿流线的截面上总压流的分解,找到对总压流产生不良影响的动力学根源和位置。根据诊断结果,通过在设计中改变叶片的环量分布,对可逆转轮进行了改进,提高了转轮的效率和气蚀性能。可逆转轮数值实验结果表明:在水泵工况,改进前后的转轮效率分别为91.3%和92.1%;在水轮机工况,改进前后的转轮效率分别为91.9%和92.4%;改进后气蚀系数降低了0.012。     

三峡转轮内部流动的全三维欧拉解

水力机械内部流动非常复杂,是强三维流动,只有用三维数值方法计算才能获得比较满意的结果。本文对水轮机转轮内高度复杂的流动进行了三维无粘数值计算。计算建立在三维Ｅｕｌｅｒ方程基础上,速度场和压力场的求解方法为速度、压力修正算法即ＳＩＭＰＬＥＣ算法,并且对固壁条件的给出提出了一种新的方法。最后对一真实的模型转轮进行了计算     

虚拟阻抗法在水电工程仿真自动建模中的应用

在大型水利水电工程中 ,管道系统结构复杂 ,而且包含各种非管道元件 ,在该类系统的仿真中初值计算通用性很差 ,影响了系统仿真的自动建模。该文基于管网的恒定流计算方法 ,同时考虑各种非管道元件的特性 ,提出一种新的包括各种非管道元件在内的管网计算方法——虚拟阻抗法 ,解决了初值计算通用性差的困难。该方法适合各种复杂的管道系统布置 ,计算结果合理 ,使大型水利水电系统仿真的自动建模得以真正实现     

水泵水轮机转轮特性描述新方法及其工程应用

针对抽水蓄能电站仿真中Ｓｕｔｅｒ法描述水泵水轮机转轮特性时的小开度问题和多值问题，提出了一种以ｘ＝ａ１／ｅｖ１为横坐标来描述水泵水轮机特性的方法——对数曲线投影法。该方法不仅解决了导叶零开度、小开度转轮特性描述问题和转轮特性描述的多值问题，而且对压力平衡方程的满足是显式的，使寻找工况点常用的多变量求极值变为只针对ｘ的单变量求极值，便于求解，并具有较高精度。新方法在大开度区的计算结果与Ｓｕｔｅｒ法基本一致，而在零开度附近没有异常的压力脉动。新方法适应现代流体工程动态仿真的需要。     

长距离多级泵站引水工程全系统流量调节

为了保证大型长距离多级泵站引水工程运行中全系统的流量平衡,建立了全系统的仿真模型。根据泵站所处位置不同提出两种新的系统流量调节方法。通过调节转桨泵转轮桨叶角度改变泵的流量特性,使取水泵站流量达到系统调度要求,使中间泵站保持其前池水位不变,以此来实现系统的流量自动调节平衡。仿真结果表明:采用这种调节方法可以实现全系统的流量自动平衡,但是在流量调节中需要考虑明渠的大时滞性的影响,以达到全系统流量调节的优化。     

Kaplan机组过渡过程轴向水推力计算

安装Kaplan水轮机的低水头水电站,轴向水推力是一个重要的设计和安全运行指标.为精确计算过渡过程的轴向水推力,除用叉管理论以分节集中模拟蜗壳圆周分流的方法,以计及蜗壳的影响来提高过渡过程计算精度外,还利用螺旋桨理论,对过渡过程机组桨叶划水产生的轴向水推力进行模拟计算.讨论了各种因素对轴向水推力的影响,包括各项推力系数的选取和修正.计算结果接近目前的实测资料,说明此计算模型是简单、合理、有效的.     

计及可压缩性的水电站辅机管网时变系统计算研究

水电站的油气水系统由于运行操作或事故的产生 ,其管网会产生“死点”或“死网”而使其实际结构发生变化。传统的管网计算方法 ,无法满足仿真对持续求解的要求。该文在考虑流动的阻尼的同时还考虑了流体的可压缩性 ,推导出相关的公式 ,并建立了数学模型 ,提出了计及可压缩性管网的结点法 ,编制了通用的程序从而使时变的管网系统得以持续求解 ,2个算例的计算结果准确 ,为管网计算的自动建模打下了基础     

明满混合瞬变流动仿真计算分析

在水电站的仿真计算中,建立合理可行的明满混合流动数值模型是必要的.针对现有明满混合流动的数值解法中存在稳定性差的缺点,提出了一种新的计算格式--特征隐式格式法.其主要思路是将动量和连续方程转化为双曲型方程组的标准形式进行差分.该方法用于三峡、百色等大型电站的仿真计算中,计算结果合理可信.文中还研究了洞型对流动特性的影响,提出了发生明满混合流动的隧洞的优化设计原则.