压板式短进水口的水力计算

本文对深式泄水道中的压板式短进水口,采用将其顶部轮廓形态与相应闸孔自由出流水面线对比的方法,提出了估算其流量系数的计算公式。同时还提出了估算其压板段阻力系数的计算公式,进而推导出计算检修闸门井内相对水深和检修闸门槽处水流空穴数等主要水力参数的计算方法。文中列出了按本文及各家提出的算式所算出的40组进水口实例的流量系数、检修闸门井内相对水深值,并分别与模型中实测值进行了比较。本文所提计算方法,较现有研究成果能更全面地考察压板式短进水口的几何特性对其水力参数的影响,且具有一定的精度和较广泛的适应性。     

引水电站侧向进水口体型设计的数值模拟研究

引水电站侧向进水口因河流主流方向与引水管水流方向垂直,易出现贯通式吸气漩涡.为研究进水口合理体型,采用RNG?k-方程紊流模型对四种不同体型电站进水口水流运动进行数值模拟.分析进水口内水流运动螺旋流线、漩涡强度、引水管进口流场分布情况,比较四种体型(大喇叭口型,钟型,碗型,不对称型)进水口的差异.得出碗状进水口内水流流态更好,不易出现贯通性漩涡,水力损失较小,体型设计具有相对优势,对于侧向进水口体型设计有参考意义.     

基于响应面模型侧式进/出水口体型多目标优化

为解决抽水蓄能电站侧式进/出水口扩散段体型优化时传统优化方法通常依据工程经验进行体型调整,导致进流与出流时的水力特性难以同时满足最优的问题,以扩散段体型参数为设计变量,以进/出流各水力指标作为优化目标,利用响应面法建立了两者之间的代理模型.利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行了多目标优化,得到最优体型.研究结果表明:采用NSGA-Ⅱ可以解决双向水流条件下各目标难以同时满足最优的问题.此外,只须在建立代理模型过程中进行计算流体动力学(CFD)计算,而优化时无须进行,有效提高了进/出水口体型的优化效率.     

基于正交设计和灰色关联理论的板式省煤器优化

基于正交设计理论和灰色关联理论对新型板式省煤器的结构参数进行了优化研究.选取3种优化变量(长轴长度、短轴长度和板间距),采用正交设计方法确定9组计算模型.综合模拟结果与仿真验证分析得到新型板式省煤器的优化结果,当烟气走板间波纹通道、水走板内循环通道时,在新型板式省煤器长轴长度、短轴长度和板间距3种优化变量中,对优化指标影响最大的因素是板间距,其次是长轴长度,影响最小的是短轴长度.当板长为400mm时,新型板式省煤器的最优结构参数组合为,长轴长度为32mm、短轴长度为12mm、板间距为25mm.并搭建试验台,对此最优结构进行试验验证。研究结果为板式省煤器的设计提供一种思路.     

导流洞双层进水口优化与传统进水口对比研究

为了研究导流洞双层进水口优化体型后的水力特性,并对其与传统进水口布置进行比较,基于某抽水蓄能电站导流洞的设计参数,采用Fluent软件中的VOF水动力模型进行了三维数值模拟.通过改变竖井宽度,即改变水平洞与竖井进口面积比、去除竖井以及采用常规喇叭口进水口3种方案,对双层进水口进行了比较分析.分析重点包括相对流量、水流弗劳德数、相对压强以及水头损失系数等4个方面的特性.研究结果表明：面积比的变化对双层进水口的流量分配和流速分布产生了显著影响.相比于去除竖井的水平进水口,双层进水口在增加泄流量、降低进水口水头损失方面具有明显优势.在孔流流态下,双层进水口的泄流能力已接近单独采用喇叭口泄洪洞.结果显示,双层进水口的泄流主要以竖井下泄为主.在孔流流态时,双层进水口的泄流受下游泄洪洞断面的控制.其独特优势在于能快速对导流期的水平洞进行封堵,并在运行期间迅速进行泄放洞的改建,以便尽快进入运行状态.     

一种多目标组合最优化问题算法

本文将组合机床多轴箱传动系统中“一带多”方案设计的问题,归结为多目标规划求约束矩阵列向量为正的数目最多这样一类优化问题,并提出一种方案组合方法,将约束函数当作目标函数,构造0-1目标来求解这种优化问题。根据上述算法所研制的有关程序,通过上机实例设计计算,与以往的计算机辅助设计程序方法相比,具有程序篇幅短、计算时间快等优点。     

某电站进水口体型优化水力学试验研究

文章采用1∶30水工模型试验,研究了某电站进水口前流态、漩涡特性、进口段水头损失、沿程时均压力特性及过栅流速等。试验结果表明:在电站正常运行库水位范围内,进水口前未出现影响机组正常运行的有害漩涡,进水口及拦污栅结构体等设计合理;拦污栅结构体至进口渐变段末端的水力损失系数为0.122,在机组引水流量为900m3/s条件下,进口断面的局部水头损失为0.246m;进水口有压管段顶面和侧面的时均压力梯度均较小,检修门井及快速闸门井内的水面波动最大值为0.09m,说明有压进口段的体型较好;拦污栅断面的流速及分布特性随机组运行时库水位的变化而变化,最大过栅流速约为2.1m/s。     

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。     

高产高效水力采煤采垛参数的优化

本文分析了小阶段走向短壁水力采煤巷道矿压显现规律;指出合理布置水采巷道系统、优化采垛参数,是实现水采工作面高产高效的必要条件。     

PTZS-I振动筛支承弹簧的优化设计

弹簧设计大多采用基本公式法。这种方法虽然可以满足结构性能要求,但是否为最佳设计,无法评价。本文运用约束随机法进行了弹簧的优化设计,求出最佳解。弹簧优化设计的方法是:首先确定弹簧类型,运用基本公式建立优化模型——目标函数和约束函数,然后通过计算机计算,最后得到最佳设计方案。     

装有格栅的进水流道进水口流通能力的研究

运用计算流体动力学方法,分析了某喷水推进高速巡逻艇航速未达设计值的原因,对其中一个重要原因“进水口和格栅设计不当造成喷水推进泵流量偏离设计值进而致使喷水推进泵效率降低”进行了分析,提出了装有格栅的进水口“流通能力保持不变”的设计准则并应用于该实例进行验证．在此基础上总结了装有格栅的进水流道的一般设计方法：先设计一个最优的无格栅进水流道及进水口,运用“流通能力基本保持不变”准则再为加装格栅后的最优进水流道重新设计进水口．     

进口压力对正开口配流盘轴向柱塞变量泵斜盘力矩的影响

以某型具有正开口配流盘结构的闭式斜盘轴向柱塞变量泵为例,建立了单柱塞腔可压缩配流模型和斜盘力矩计算公式,得出配流盘吸排油过流断面面积变化曲线和单柱塞腔预升压、预卸压曲线,研究了不同进口压力下斜盘力矩的变化规律.结果发现随着泵进口压力的增大,斜盘绕三个坐标轴上所受力矩平均值均有不同程度的减小,其中变量力矩脉动幅值明显减小,适当增大入口压力有利于减小泵的变量力矩和减弱斜盘的机械振动.     

水下隧道结构优化设计

基于现代设计理论,研究水下隧道结构断面的优化设计问题.建立以隧道结构断面关键几何尺寸为设计变量,隧道结构造价最低为目标函数,隧道建筑限界、抗浮稳定以及隧道应力为约束条件的优化设计数学模型,采用ANSYS有限元优化软件进行寻优搜索,求得隧道结构断面尺寸的最优设计方案.优化设计方案与原设计方案相比,隧道结构断面面积减少了16%,应力分布更为均匀,变形显著减小,且满足抗浮稳定安全的要求,表明隧道结构优化设计方案经济合理、安全可靠.     

兴澄特钢中间包结构优化

以兴澄特钢连铸中间包为工程背景,根据相似原理建立了中间包水模型系统,研究了4流不同结构的中间包的流体流动特性.研究表明:原结构的中间包同一侧的两流之间的流体流动特性存在很大差异,与内侧流相比,外侧流的最小停留时间、峰值时间小,死区体积大,造成中间包内钢液温度不均匀,夹杂物不能有效地上浮去除,不能很好地满足高质量特钢生产的要求.采用优化后的挡墙和坝组合的中间包控流装置,外侧和内侧的停留时间分布趋于一致,表明外侧流和内侧流之间流动特性相近.中间包结构优化后平均死区百分数由原结构的58.2%降低到10.9%.     

离心泵叶片形状的优化

在采用射流－尾迹模型进行三维流动分析和性能预测的基础上，建立了以效率为目标函数，以进口冲角和叶片安放角分布系数等参数为设计变量的离心泵叶片形状优化模型，应用数学规划的方法寻求满足一定流量和扬程要求的最佳叶片形状     

平板网架选型设计的探讨

本文从实用角度出发,结合工程实例对网架选型设计的思路和方法进行了探讨,认为网架的选型设计除应考虑用钢指标外,尚应结合建筑功能要求、施工安装方法、场地条件和屋面板型式等情况进行综合考虑,最终确定适合工程实际的最佳选型。     

水轮机尾水管的多块网格生成与CFD分析

根据水轮机尾水管的体型和流场分布特点，探讨了尾水管内结构化多块网格划分中的一些处理方法，同时结合两个尾水管改型研究项目对尾水管内的三维紊流进行了数值计算。通过数值模拟和CFD分析，对尾水管体型进行了优化设计，获得了合理的结果。     

成品油管网运行优化

针对我国成品油管网的特点,以管网运行周期内的能耗费用最小为目标函数,考虑管网中各站场的进、出站压力约束、管网高低点压力约束及管网运行时的能量平衡约束等建立成品油管网优化运行的数学模型,并采用分阶段动态规划方法求解模型,得出管网系统在输送周期内各时段的优化配泵方案。将模型应用于某成品油管网,并将优化模拟计算结果与穷举法的计算结果进行对比分析。结果表明,优化模型可以得到令人满意的配泵方案,且计算效率更高,可以较好地应用于工程实践。     

基于复形调优法的复合材料身管优化

通过结构优化设计可以获得重量轻刚度好的复合材料火炮身管。根据设计要求,建立复合材料身管结构优化模型,以各层材料厚度和复合材料层的缠绕角为优化设计变量,身管强度和重量为约束条件,身管刚度为优化目标。结合有限元计算模型和复形调优法,建立复合材料身管结构优化的求解框架,并进行了编程求解。优化算例表明,复合材料身管在满足强度和减重要求的条件下,一阶固有频率提高了12．14％。