船舶反弯扭螺旋桨水力特性的数值模拟与分析

运用计算流体力学方法(CFD)对船舶反弯扭螺旋桨的水力特性进行数值模拟计算,获得了螺旋桨的推力系数、扭矩系数及敞水效率等水力特性参数,与试验结果进行了比较,两者吻合良好.模拟计算提供了详细的三维流场分布,可对反弯扭桨叶的工作特性和叶梢涡、尾涡及气蚀的分布状态进行深入的分析.在叶面邻近区域采用层叠式的半结构网格以适应边界层的计算要求,在边界层外的流动区域采用非结构网格,取得了较高的计算精度.     

90°弯道T型丁坝水力特性和数值模拟研究

利用雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和k-ω涡粘紊流模型,研究在无丁坝、直线型丁坝、T型丁坝三种工况下90°弯道水流中的水力特性.研究结果表明:与直线型丁坝相比,T型丁坝下游形成的回流区长度约缩短15%,宽度约缩窄25%;对水面壅高、横纵比降的影响程度较小,且将横向环流移向河道中心,更加合理的减轻环流对岸边的水毁破坏;河床切应力突增率低于直线型丁坝,强度顺河道向下游衰退更快.综合比较,T型丁坝是一种优于直线型丁坝的坝型.     

跌扩型底流消能水力特性的数值模拟研究

多股跌扩型底流消能是一种新型消能方式,消力池内紊流特性复杂。本文对多股跌扩型底流消能工建立了三维紊流数学模型,采用非均匀结构网格技术对模型进行网格划分,利用RNGk-ε紊流模型和VOF自由表面追踪法对其进行高精度数值计算,得到了消力池内水流的水力特性:当表孔和中孔联合泄流时,消力池后段的临底流速较低,流速梯度改变较大,消力池底板及跌坎附近形成了强度和尺度各异的游离性和间歇性漩涡,紊动能消逝迅速。由此可见,此种消能工的消能效果显著,能有效解决高水头、大单宽流量消力池水力学指标过高的水力问题。     

数值模拟及可视化技术在旋转水力机械设计中的应用

以苏州市仙人大港泵站工程为例,对泵站的叶轮、导叶及平面轴伸式流道进行三维立体图形显示,对排涝、引水等不同运行工况下泵站装置全流道三维流场进行数值模拟,并给出了流道中各点流速及压力等物理参量的空间分布.模拟结果以平面、立体相结合的方式展示,直观、逼真.该技术可用于流道型线的优化、结构形式及尺寸的多方案快速比选,并可预测水力机械性能,为旋转水力机械的设计和建设提供决策支持.     

水力过渡过程中减压阀的数值分析

根据先导膜片式减压阀的结构和工作原理,建立了用于水力过渡过程分析的先导膜片式减压阀数学模型,给出了用特征线法进行减压阀管路水力过渡过程计算的方法,并计算了设有减压阀的简单输水管路的水力过渡过程。算例结果表明,减压阀后输水管路的最大水锤压力显著降低,减压阀前后的压力值及其变化过程明显不同,减压阀对水力过渡过程的影响关系到此类工程的合理设计和安全运行,值得深入研究。     

高低刃脚异形钢围堰水力作用数值研究

建造桥梁深水桥墩多采用围堰施工,作用于围堰的水荷载是控制围堰结构设计及其下沉施工安全性和稳定性的关键因素,当前设计规范对围堰水力作用的考虑十分粗略。为探明某桥墩高低刃脚异形钢围堰施工过程中的水荷载特征,采用计算流体动力学方法分析围堰绕流流场,基于河道横断面地形资料足尺构建三维流体域,运用重叠网格技术高效建模模拟钢围堰下沉过程。研究结果表明,围堰两侧存在局部流动加速且呈不对称分布,围堰深水侧水流速度相对更大,围堰下方下游侧流速随河流深度增加呈降低趋势;围堰外表面压强除迎流侧为正压外,其余大部分均为负压,各区域负压随着下沉深度增加而逐步增大;下沉初期绕流场受围堰及护筒双重影响,随着围堰逐渐下沉至河床底,护筒影响逐步消失;流场各区域湍流强度随着下沉深度的增加整体呈现出先增大后减小的变化规律,最终最大湍流强度区域稳定于堰尾。围堰阻力系数及侧向力系数几乎不受来流流速影响,进一步验证了其无量纲性;阻力及侧向力随来流流速增大而增大;阻力随入水深度增大而增大,侧向力也整体表现出类似规律,但在入水深度8 m处受围堰异形区段三维流动效应影响,出现侧向力局部极小值的反常现象。     

筒阀紧急动水关闭特性的数值模拟

为了防止水轮机飞选现象的发生,运用动网格和滑移网格技术,对动水关闭状态下的筒阀运动进行了三维非定常数值模拟和水力特性的研究．结果表明,筒阀的表面压力呈不均匀分布,引起的倾覆力矩最大值达2．94×10^4N·m．轴向力在筒阀关闭90％时达到峰值,并根据其变化的平稳程度提出了优化的筒阀关闭方式．此外,对筒阀表面的压力脉动进行了频谱分析,表明压力脉动的形成是尾水管涡带振动向上传递的结果．上述水力特性的分析不仅可以预测混流炎水轮机的工作状态．而且可以为筒阀运动的执行机构——多液压缸同步运动系统提供理论依据．     

水力步进缸槽对孔阻力系数数值模拟

为深入分析控制棒水力驱动系统步进缸槽对孔部位的阻力系数,采用计算流体力学程序CFX5对其进行了计算和分析,获得了各位置槽对孔处的阻力系数值。结果表明:数值计算得到的槽对孔阻力系数值在较大位置范围内与实验结果基本符合,最大相对误差为±0.2。验证了用计算流体力学方法对槽对孔部位阻力系数进行数值模拟的可行性。     

蓄水装置水力特性对水质的影响

生活饮用水在蓄贮过程中,造成二次污染,使水的品质下降。通过分析蓄水装置水力特性对水质影响的变化规律,指出水池(箱)的水力特性是影响水质的主要因素之一。提出完全混合式水池(箱; 最大水力停留时间为 12 h。在水池(箱)中保持一定流动状态是防污染蓄水装置设计的基本技术条件。从而为设计与开发防治二次污染的蓄水装置及蓄水装置的运行和管理,在水力特性方面提供可靠的依据。     

小破口失水事故喷放阶段瞬态热工水力特性的模拟试验研究

在热工水力实验回路上,利用直接通电均匀加热的垂直圆管(φ15mm×2mm)作为实验段,利用合理设计的喷放段来模拟小破口的出现.通过实验,得出了系统压力、质量流速、壁温随喷放时间的变化关系以及压力、质量流速、初始过冷度、临界时间的相互影响关系曲线.这对瞬态CHF和t_(CHF)的研究具有重要的理论和实际意义,对反应堆的运行具有一定的参考价值.本实验的工况参数范围是:p=0.7～2.2MPa,▽T_(sub)=50～120℃,G=1750～2800kg/m~2·s,q=0.3～1×10~6W/m~2.     

液压元件污染启动的数学模型

本文以液压元件的间隙过滤效应和滤饼理论为基础,分析了滤饼破裂的切变模式及与水力卡紧的关系,建立污染启动的数学模型。实验证明这一模型更接近于实际。     

汽车金属带式无级变速器液压控制原理及数学模型

金属带式汽车无级变速器是目前国际上一种先进的变速器装置·本文介绍了其液压控制系统构成和液压位置伺服控制的基本工作原理,分析了发动机转速与汽车行驶速度之间的关系,并采用键合图法以状态方程的形式给出了系统的数学模型·为深入分析该种无级变速器的动态特性、优化汽车的动力性能做了一定的理论工作     

黔东南新元古界下江群清水江组地层岩石学特征研究

通过对黔东南地区下江群清水江组地层111件岩石样品进行岩矿鉴定、统计分析,得出该组地层为一套含凝灰物质的低绿片岩相区域变质岩,对其岩性、矿物成分、结构构造等特征有了系统的认识,为后期研究该组地层、原岩恢复及其与金矿关系等工作提供参考。     

四辊冷轧板带轧机液压AGC系统数学模型

采用二自由度系统分析方法对四辊冷轧板带扎机液压AGC系统的物理模型进行简化,建立了系统的数学模型。在工程应用中,该方法简便、实用。     

海水液压调速阀的数学建模与仿真分析

介绍一种能直接以海水作为工作介质的液压调速阀。通过建立数学模型，对该阀的动静态性能进行仿真，在此基础上时阀芯顶角、弹簧刚度以及容腔等结构参数进行优化设计。阀的性能试验结果与理论分析比较符合，满足了设计指标要求。     

计算机数字实验技术在液压控制中的应用

采用计算机数学实验技术，并利用计算机数学软件Maple，建立了舞台机械升降控制系统的非线性数学模型，求解结果和实际测得的数据相符，满足控制精度，该建模法是首次在舞台机械升降控制系统中采用，可广泛应用于控制系统的计算机辅助建模与仿真。     

电子液压制动系统耗能特性影响因素分析

针对车辆电子液压制动系统存在的能量消耗问题,建立了电子液压制动系统的能耗数学模型,在此模型的基础上分析系统参数和零部件结构参数对电子液压制动系统耗能特性的影响.结果表明减小系统最高工作压力和制动轮缸活塞直径有利于降低电子液压制动系统的耗电量,而系统最低工作压力和蓄能器有效排量的改变对电子液压制动系统的耗电量影响不大.增加蓄能器充气压力、减小蓄能器有效排量以及制动轮缸活塞直径有利于缩小蓄能器体积.      

水锤计算中的水锤消除器数学模型

建立了下开式水锤消除器在泵系统水力过渡过程计算中的数学模型。通过实例计算，阐述了水锤消除器对系统水锤过程的影响，并对水锤消除器口径的确定进行了探讨。     

黄河下游泥沙冲淤前景预测数学模型研究

运用一维泥沙数学模型,对小浪底水库运行后黄河下游河道泥沙冲淤,春中着重分析艾山－利津河段的冲淤变化规律,作者认为小浪底水库可使黄河下游总体上保持20年不淤,50年内相对减淤率为51．6％,艾山－利津河段也有减淤效果,但相对减淤率仅为全下游平均值的57％,河床抬升速度仍然较快。