水电仿真中导叶开度模型的分析与改进

水电仿真系统中关键的模型是水机调速器模型,基于仿真的目的,对混流式水轮发电机的关键数学模型进行了改进.针对水电仿真系统中调速器开机和关机过程中过速和不稳定问题,采用回归分析的方法,建立多项式回归模型,分段解析拟和推导出了水机调速器导叶开度的开机和关机数学模型,该方法简单、精确度高,即使输入为任意规律也可求解.上述方法经可靠性分析和测试,结果表明它在能保证仿真系统的真实性、可靠性和实用性的前提下,能以最简单、最直接的方式解决最复杂的问题,而且效果很好.吉林丰满水电站计算机仿真系统的应用实践,也验证了该方法.     

CO2通过安全阀排放流动分析

基于压降经验关联式,对CO2通过安全阀排放流动进行理论研究,分析安全阀的工况和管道结构参数对固体CO2形成的影响.结果表明:当安全阀进出口管径与孔径比为1.1～2.0,安全阀阀杆总上升高度与孔径比为0.1～0.4,下游管径与孔径比为4,下游管长与孔径比为1000时,固体CO2会在安全阀内形成;当安全阀开度大于70%且进出口管径与孔径比小于1.4,或安全阀上游进口压力高于12 MPa时,固体CO2会在下游管路中形成.     

基于VOF模型的抽水蓄能电站全过流系统水轮机工况数值模拟

为了更加全面地分析抽水蓄能电站水轮机工况的流动特性,建立包括引水隧洞、调压井、高压管道、水泵水轮机以及尾水隧洞的全过流系统几何模型,采用两相流VOF模型对不同导叶开度的水轮机工况进行三维湍流数值模拟,计算各过流部件的水力损失,并详细分析了机组段流场。结果表明:抽水蓄能电站的水力损失主要发生在机组段,而输水系统的水力损失相对较小,约占总水力损失的18.6％;导叶开度不同从而引起叶片压力面与吸力面的压力差不同,这是导致转轮水力损失不同的主要原因;尾水管内的流态与导叶开度有关,开度越小,在尾水管进口处越容易形成回流,水力损失越大。      

不同裂隙张开度下岩石材料破坏的颗粒离散元模拟

岩体结构对岩体工程灾害具有一定的控制作用,为了研究硬性结构面在岩体破坏中所起的作用,从裂隙张开度对岩石破坏过程和破坏模式的影响出发,建立不同裂隙倾角下不同张开度的颗粒离散元数值模型,进行单轴压缩数值试验,结果表明：岩样的主要破坏模式既与裂隙的张开度有关,又受裂隙倾角影响;裂隙张开度较小岩样,通过裂纹迅速发展,在峰值强度时就趋于贯通;而裂隙张开度较大岩样,引起最终破坏的裂隙尖端张拉裂纹在峰值强度后才出现;且存在极限相对裂隙张开度,对岩样的受力破坏起裂隙干扰作用.     

基于组合式平板模型预测曲面裂缝数字岩心渗透率的方法

针对碳酸盐岩微裂缝系统中曲面裂缝特征复杂,流动模拟难以进行的问题,提出一种求解曲面裂缝数字岩心渗透率的方法。首先构建平板裂缝数学模型,并利用格子布尔兹曼方法,得到以开度和倾角为基本参数的微裂缝模型的流动规律;其次基于平板模型的流动规律和曲面裂缝的基本特征将平板模型进行组合求解曲面裂缝的绝对渗透率;最后进行实例验证。结果表明该方法准确有效,可在识别出裂缝相关参数后预测岩心绝对渗透率,避免了大量数值模拟,提高了计算效率。     

斜轧扩管孔型开度及顶头平整段锥角分析

基于斜轧扩管机特殊的空间结构,采用条件极值法确定轧辊辊面孔径点位置,解析出孔径点的空间坐标,据此建立斜轧扩管变形区的孔型开度计算模型.在此基础上求解出与轧辊孔型开度配套顶头的平整段锥角.结果表明,利用斜轧扩管机顶头平整段锥角计算方法获得的理论数值与实际生产工具参数相符合.     

介质间流体交换对裂隙介质渗流的影响

建立光滑可渗透平行板单裂隙新模型,以此为基础分析介质间流体交换对基质岩块渗透性和单裂隙导流能力的影响,推导出两者的等效渗透率修正公式,并对不同裂隙开度和间距下的裂隙介质渗透性进行分析,研究介质间流体交换对裂隙介质渗流的影响.结果表明,当裂隙开度大于250μm或裂隙间距大于1.36 cm时,可忽略介质间流体交换对裂隙介质渗流的影响.     

岩体离散裂隙网络渗流应力耦合分析

裂隙渗流具有沿裂隙网络做定向移动的特点,用非连续介质方法分析裂隙岩体渗流应力耦合更符合工程实际.本文以人工模拟的随机裂隙网络为对象,应用离散裂隙网络模型和节理单元模型,以裂隙开度变化为纽带,同时考虑渗透静水压力和动水压力的影响,研究水位变化条件下裂隙岩体渗流应力耦合特性.算例表明,考虑耦合作用时,岩体内部结点水头、结点应力和岩体渗流量会发生相应改变.岩体中水头大的裂隙段,耦合作用更加明显.在高坝工程岩体渗流分析和岩体稳定评价计算中,应当考虑渗流应力的耦合作用.     

导叶可调式液力变矩器流场模拟与PTV验证

为研究导叶可调式液力变矩器的内部流动特性,以循环圆直径为320 mm导叶可调式液力变矩器作为研究对象.采用计算流体动力学(CFD)方法对其不同开度、不同工况下的内部流动状态进行数值模拟,并对相应的透明模型进行粒子跟踪测速(PTV)试验验证.同一开度下,随着转速比的增加,可调导轮内部液流速度增加,液流方向与叶片进口方向的夹角增大;在制动工况时,叶片工作面有漩涡现象,而空载工况时,叶片非工作面有漩涡产生.对比试验与数值模拟内流场结果,发现后者可以比较准确地预测导叶可调式液力变矩器的内部流动特性.该结论为研究导叶可调式液力变矩器内部流动状态,预测外特性及其设计优化提供了方法和依据.     

多联式空调系统电子膨胀阀开度和制冷剂充灌量的试验研究

变频多联机系统，又称为变制冷剂流量的直接蒸发式空调系统，简称VRV空调系统[1]。该文以一拖四工质为R410A的多联机系统为例，通过试验的方法确定最佳电子膨胀阀开度和制冷剂充灌量，使得系统的EER为最大。