溢流坝反弧段的流速分布

根据试验研究资料,对溢流坝反弧段的流速分布进行了探讨。指出反弧水流的流速分布除受重力作用影响外,还受离心力作用的影响。当反弧半径为80cm左右,重力和离心力作用的相对大小发生转变,大于该值重力作用为主,小于该值离心力作用明显。提出了反映重力及离心力对壁面势流速度影响的综合参数,该参数在反弧段近似为常数。还指出在反弧段边界层内流速指数律有较好的适应性,影响指数的主要参数是弧长、反弧半径、雷诺数和无因次参数,并提出了反弧段流速分布指数的计算式与图表。     

考虑重力及离心力的溢流坝反弧段紊流边界层动量积分方程

分析了溢流坝反弧段水流的运动特征及影响边界层发展的主要因素,认为溢流反弧水流边界层与绕流边界层是不同的。在边界层外水流为有势流动的假设条件下,考虑重力、离心力作用及自由水面存在的影响,提出了溢流坝反弧段紊流边界层动量积分方程式,可用于分析计算溢流坝反弧段边界层的发展厚度。     

溢流坝反弧水深的计算及反弧半径的选择

本文应用恒定急变流能量方程,对溢流坝反弧水流进行了分析。将水头损失等因素用综合参数(q/R(gE_0)~(1/2)来反映,并进一步简化后得到包涵流线曲率影响的反弧水深计算式。应用该式对乌江渡原型和文献[7]的模型计算结果能够与原型观测及模型试验相吻合。还提出了溢流坝反弧最低点水深突然上升、流速系数突然降低的判别式及流速系数最大时选择反弧半径的公式。     

粗糙度对溢流反弧水力特性及紊流边界层的影响

本文对溢流反弧(R=100cm)不同粗糙度模型水力特性进行了系统的试验观测,探讨了壁面粗糙度对反弧水流流速分布、压强分布及边界层发展的影响。综合分析了流速分布及边界层发展的影响因素,得出了反弧水流边界层外部势流流速不受粗糙度影响的结论,并给出了边界层内流速指数n随粗糙度变化的关系式及反映壁面粗糙度影响的边界层厚度计算式。试验发现粗糙度对离心力压强影响甚微。     

泄水建筑物紊流边界层的探讨

泄水建筑物的紊流边界层与一般水力学或流体力学书中所讲的绕流边界层是不同的。而泄水建筑物的许多水力学问题都与紊流边界层的发展有关。本文总结了我们过去对溢流坝面紊流边界层及泄水建筑物反弧段紊流边界层的试验研究,并通过一定的理论分析导出了光滑溢流面及粗糙溢流面紊流边界层厚度的计算关系式。本文对国内外现有计算溢流坝面紊流边界层厚度的经验公式进行了分析对比,提出了较为实际的确定溢流坝面紊流边界层厚度的实用经验公式: δ/χ=0.0506(χ/△)~(-0.186) 本文对泄水建筑物反弧段边界层厚度变化规律,首次采用了“相对边界层厚度(δ/δo)”及“相对反弧长度(S/Rθ)”进行分析,能够将离散的数据集中,显示出明显的规律性。本文还提出反弧中点似为边界层厚度从增厚到减薄的“突变点”。在突变点以前紊流边界层厚度沿程变化的关系式为: δ/δo=e~(0.743)s/Rθ; 在突变点以后,紊流边界层厚度沿程变化的关系式为: δ/δo=0.53(S/Rθ)~(-1.45)     

模拟型IGBT管接触引弧GTAW电源的研究

进行了电源主电路各部分压降的理论分析和试验,确定了28V超低空载电压.在讨论了GTAW接触引弧过程的信号特征和弧源系统动态稳定判据的基础上,设计了特征信号快速采集和逻辑判断系统,通过工作在模拟区域IGBT管的快速信号传递特性实现电源外特性的切换,并研制成功了适应薄板小电流焊接电源.在进一步分析了接触引弧过程电参数曲线的基础上,提出了接触引弧过程中微弧段与建弧段的概念,指出微弧段的建立是接触引弧成功的关键.     

溢流反弧段的壁面摩阻特性的分析与计算

本文将流速对数律和流速指数律相联系,推导了溢流反弧段的摩阻流速的计算公式,对其进行了分析。并利用所量测的反弧段流速指数和边界层的资料,计算了不同粗糙度和不同曲率半径时反弧壁面摩阻流速及切应力等。     

反弧鼻坎上流线坦化的试验研究

溢流坝反弧鼻坎上水流运动的特性是水利工程上关注的一个课题.本文采用模型试验的手段,提出了流线坦化的观点(即在反弧处随水深的增加,流线的曲率半径逐渐增大,从而使水面弯曲程度逐渐变缓的一种水力现象,本文称此现象为流线的坦化),解释了一些水力现象;得到了流线坦化界限判别经验公式;反弧最低点水深计算经验公式和水流实际出射角计算经验公式,并与国内外有关经验公式进行了比较分析.     

泄水工程反弧半径的研究

泄水建筑物反弧半径的选择是泄水工程设计中的重要问题之一。本文的目标就是探讨泄水建筑物反弧半径的计算方法。根据反弧段水流特性的分析,寻找出影响反弧半径的变量。进一步由量纲分析,给出泄水建筑物反弧半径的一般函数关系式。通过分析收集的大量原型观测和模型试验资料,建议了挑流,面流,戽流流态情况下计算泄水建筑物反弧半径的经验公式。结果说明,相对反弧半径是反弧水流Froude数的函数,随着Froude数的增加而增加。并讨论了泄水建筑物反弧半径的有关特性。本文建议的不同流态下泄水建筑物反弧半径的计算式形式简单,资料可靠。因此,可应用于挑流,面流,戽流流态情况下实际工程泄水建筑物反弧半径的计算与设计。     

高水头泄水建筑物反弧抗蚀体型研究

针对高水头泄水建筑物反弧段的反弧末端易发生空蚀破坏的问题, 从改善体型的角度出发, 采用理论分析与数值计算的方法, 通过比较, 得出一种抗空蚀性能较优的反弧曲线形式, 便于在工程实践中推广应用。     

兰督水利枢纽溢洪道挑流鼻坎体型试验研究

兰督水利枢纽溢洪道泄洪的水流与河道正交、顶冲回流、消能防冲等问题较为突出，本文在理论计算的基础上，通过水工模型试验优化、检验、设计出较完整的扩散扭曲挑流鼻坎体型，与原设计的单侧平面扩散舌形挑流鼻坎体型相比，坎后水流流态及消能效果有了很大的改善。     

溢洪道贴角斜挑坎挑流水舌水力特性研究

溢洪道出口挑坎体型的设计会依据工程的需求而有所不同.通过模型试验和数值模拟结合的方法,将常规的斜切式挑坎与加贴角的斜切式挑坎的水舌形态、水舌挑距、挑高、水舌及下游紊动能和紊动能耗散率进行比较分析,得出了加贴角后斜挑体型的新的特征.对于狭窄河道大交角溢洪道,加贴角斜切式挑坎能够使挑流翻转偏向一侧,有利于挑流的归槽,减小了入水宽度和对单侧岸坡的冲刷,且挑流在空中运动时紊动剧烈,砸落水垫时紊动能耗散迅速,有利于下游消能防冲.     

旋转水流消能及其空化特性

研究了高水头（Ｈ〉２００ｍ）泄水建筑物隧洞内部消能的一种新型消能工,将竖井与隧洞切向连接,在隧洞内形式螺旋形的旋转水流,这种水流结构可消散水流中大部分能量,使流向下游的水流剩余能量较小,减轻下游的消能负担和减少下游冲刷。这种消能工的最基本的水流形态环流,在其固体边壁存在着较大的离心力,其中心为大气压,整个水流不会出现负压,流速迅速降低,空化特性较好,不会产生空化与空蚀。还分析了旋转水流的消能机理、     

液压挖掘机铲斗振动掘削功率消耗研究

液压挖掘机工作时,铲斗液压缸无杆腔的油液压力间接反映了土壤的挖掘阻力.针对实验液压挖掘机独特的双阀芯液压系统及铲斗液压缸两腔所采取的控制策略,以“铲斗液压缸瞬时挖掘功率=无杆腔油液瞬时压力×无杆腔瞬时输入流量”为数学模型,探讨了液压挖掘机的功耗规律,将功耗规律对时间积分得到能耗规律;最后开展了大量的现场挖掘实验.结果表明,振动掘削相对于静态掘削不但可以有效地提高工作效率,而且还可以有效地降低挖掘阻力和功率消耗,且正弦波振动载荷的掘削效果明显优于三角波载荷.     

液力透平的数值计算与试验

设计了液力透平试验台,对一单级液力透平进行了试验,得到了外特性曲线.采用全流场和结构化网格技术对液力透平内部流动进行了数值计算.分析了液力透平在不同流量下的压力场和速度场,得到了内部流场的分布规律.应用速度三角形对液力透平叶轮和尾水管内部速度场随流量变化规律进行了研究.结果表明:离心泵反转可用作透平运行,并具有较高的效率;最高效率的数值计算与试验结果相对误差为4.85％;透平内部的压力从蜗壳进口经叶轮到尾水管逐渐减小,进出口压差随流量增加而逐渐增加;在透平叶片背面和工作面存在漩涡区域,漩涡位置和区域大小随流量而变化;在尾水管横截面上存在的圆周速度分量随流量而变化.     

威远江水电站溢洪道挑流鼻坎数值模拟优化研究

针对威远江水电站岸边式溢洪道挑流消能存在的问题,采用RNGk~ε双方程模型模拟湍流,利用流体体积分数法(VOF)确定自由水面线,采用非结构网格与自适应局部网格加密的方法,成功地对溢洪道挑流鼻坎挑流进行了三维紊流数值模拟,并利用数值模拟方法对挑流鼻坎的修改方案进行了研究,并经过计算提出了较优方案,并经试验验证得到较好的效果,为威远江水电站设计与优化提供了可靠的设计依据.