水库冲刷漏斗三维数学模型及其应用研究

针对底孔前水沙运动规律的特殊性,引入行进水深以及求解底部挟沙力的张瑞瑾公式方法,建立了能准确反映孔口泄流条件下局部水沙运动待性及河床形态变化过程的三维水沙数学模型,使模型能准确反映孔口泄流条件下局部水沙运动特性及河床形态变化过程.通过室内模型试验对模型中的悬沙计算模块以及推移质计算模块进行了验证,结果表明,模型可应用于水库坝前冲刷漏斗模拟.最后将模型应用于云南瑞丽江水库取水防沙效果分析中,并对水库取水排沙调度提出建议.     

水库温度分层流动的三维数值模拟

水库中水温是一个重要的水质因素,其变化直接影响水环境中水生生物的生存。为了预测水库水温分层分布规律,研究水流流动特性,采用剪切应力输运紊流数学模型,考虑紊动剪切应力的输运作用,数值模拟了水库中冷热水密度差产生浮力流继而导致温度分层。通过模拟结果与实测资料以及沿横向平均的二维水温模型计算结果的对比分析,结果表明剪切应力输运模型能够准确地模拟水库中温度分层流动,同时可给出密度下潜流流动细节情况。     

金盆水库热分层特性及扬水曝气系统运行效果研究

基于MIKE3软件建立黑河金盆水库三维水温模型,该模型准确的模拟出了2012年水体垂向水温变化及水体热分层结构演变,平均相对误差为1.42%.针对气温、太阳短波辐射及入库流量对水体热分层结构的影响进行了系统的模拟研究.结果显示:气温、太阳短波辐射与水体热分层的稳定性呈现正相关关系,而入库流量则与其呈现显著负相关关系.引入APE水库潜在势能指数来评估金盆水库水体热分层稳定性,并应用该模型,对金盆水库水体2014年9月至11月自然分层状态下APE指数进行模拟,与同时期人工强制混合条件下实测水体APE指数进行对比分析.结果表明,扬水曝气系统的人工强制混合作用能够有效降低水体APE指数,破坏热分层结构,促进水体混合.实验结果可为扬水曝气水质改善系统的科学运行提供依据,实现系统人工诱导混合,高效节能的持续改善水质,保障供水水质安全.     

开式地表水源热泵动态取水温度限值

对于开式地表水源热泵,取水能耗是决定系统节能性的关键因素.在水源热泵机组能耗模型、取水能耗模型等的基础上建立了开式地表水水源热泵系统的能效耦合模型.基于节能率及水泵能耗的规律特点计算得到了不同的冷却塔出水温度下,不同水泵扬程下的动态取水温度限值,建立了开式地表水水源热泵动态取水温度限值的计算方法.并计算得到不同工况条件下的地表水源热泵系统相对传统空调的节能率.     

水库二维恒定水流的垂向温度分布

水库水温分布的预测一直是水环境研究的热点问题。水温不仅对水质有重要影响,同时也影响到取水工程的设计。首先通过试验测量了水体密度随水温的变化,结合已有的研究数据,提出了水体密度的计算公式。然后,根据水温层化型水库的流速分布特点,从垂直二维均匀水流和温度模型出发,推导出了一种新的水温垂向分布计算公式,并利用新安江、二滩、Wiwa等5座水库的实测水温资料对其进行了检验,结果表明,精度良好。该公式结构简单,参数意义明确,计算方法简单实用。最后,对温跃层形成的条件进行了讨论。     

汾河水库水温分布的现场试验

为了研究汾河水库水温的分布情况,采用WP型水温测量仪对汾河水库1#—5#断面的水温进行了3次测量,并对监测的水温数据进行了整理分析.结果表明:4月份水库水温从库表到库底基本呈等温分布,水温沿垂向变化不大,并且整个库区水温是一个完全混合状态;7月份水库水温处于一个弱分层的状态;1月份水库水温处于分层状态.实测数据可为水库水温预测模型进行参数率定以及预测结果的验证提供依据.     

基于荷载试验数据修正桥梁结构有限元计算模型的研究

以浙江省长兴县上莘大桥为对象,采用一般方法建立桥梁分析的初始有限元计算模型,根据桥梁交工验收荷载试验采集的静、动载试验数据,通过建立考虑变形、频率及振型等静、动力信息的多目标函数对初始有限元模型进行修正,得到能够反映桥梁结构真实状况的基准有限元模型.修正后基准有限元模型计算结果与不同静载试验工况下实测数值、动载试验工况下实测振动频率、模态等响应结果进行了对比,结果表明:利用桥梁荷载试验实测数据对桥梁有限元计算模型修正后,有限元计算模型计算结果与荷载试验实测响应结果均能保持一致,利用荷载试验数据修正桥梁结构有限元计算模型是可行的.     

柘溪水库淤积测量及库容关系曲线修正研究

对GPS水下地形测量系统进行了简要介绍 ,用其对柘溪水库水下地形进行了实测 ,并根据实测数据修正了柘溪水库库容关系曲线 .与柘溪水库历史水下地形实测资料及建库后水、沙平衡计算得到的资料相比较 ,结果表明 ,三种方法所得结果具有较好的一致性     

水温分层对水库污染物输移的影响

水库温度分层使水库水动力特性及污染物输移过程异于均温型水库.采用三维非线性RNG浮力流模型对分层水库污染物输移的典型过程进行模拟,分析了水体分层条件对污染物输移的影响,探讨了不同分层条件下污染物在不同密度流流动区域射流区、交换区、潜流区的输移扩散规律.研究结果表明,水库分层条件对污染物输移有显著影响,污染物输移的分离点水深、交换区厚度、无量纲时间参数与水库分层强度成反比.研究结果可为水库水质、水生环境管理与调度、水库应急预警方案的制定提供参考.     

基于FLUENT的水库水温多维预测

为了利用商用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件强大的前后处理功能和通用的模型以提高水库水温预测水平,通过定制FLUENT软件实现了水库水温的多维预测.先重点讨论了浮力传热湍流、水面热交换和库容变化动网格的模型和定制问题;然后用美国陆军工程师团水道试验站的水库重力下潜流实验资料验证了该预测模型的正确性并分析水库水温分层的形成机理;最后,对某实际水库水温分层结构进行预测分析,结果显示该水库水温在平水年全年均处于分层状态,建库后下泄水温全年最大温差减小,从而证明了该预测方法的有效性和实用性.     

汽车空气滤清器前进气管的雨水分离率计算分析

对某国产新型载货汽车的空气滤清器前进气管进行了流场几何建模,并利用流体分析软件Star CD对两相流场进行了数值计算,最终得到了在特定行驶工况下前进气管的雨水分离率为85.81%。同时针对不同的隔栅角度进行了计算,分析了隔栅角度对雨水分离率的影响。结果表明隔栅角取25°~32°为宜。     

烧结机台车栏板因热疲劳断裂的研究及其对策

针对某厂烧结台车栏板断裂机理的特点,本文采用ANSYS有限元软件中的间接热力耦合的方法,建立了栏板应力场分析模型,模拟了台车栏板在热作用下各部位的温度变化及应力变化过程.通过此模型,探讨了台车断裂原因,并借助扫描电镜对热裂纹进行一定分析.根据分析的结果,结合实际在热梯度最大的地方采取相应的改进措施,即在台车栏板上开膨胀槽或对台车栏板外形加以改进.实践证明,改进后的台车栏板能满足生产的需要,取得良好的经济和社会效益,并对其它材质因热疲劳断裂分析有一定的借鉴作用.     

Effects of Geometry on Leakage Flow Characteristics of Brush Seal

In order to better application of brush seal in rotating machinery,the leakage flow characteristics of the brush seal considering geometry effects are numerically analyzed using Reynolds-Averaged Navier-Stokes( RANS) model coupling with a non-Darcian porous medium model. The reliability of the present numerical method is proved,which is in agreement with the experimental and numerical results from literatures. Three different bristle pack thicknesses,fence heights and initial clearances under different pressure ratios,rotational velocities and other operating conditions are utilized to investigate the effects of geometry modification on the brush seal leakage flow behaviors. It discusses the effectiveness of various geometry configurations outlining important flow features. The results indicate that the increase of fence height and clearance would lead to the increase of leakage rate. But the leakage is not linearly with respect to the bristle pack thickness,and the effect of rotational velocity is not obvious. Moreover,the detailed leakage flow fields and pressure distributions along the rotor surface,free bristle height,and fence height of the brush seals are also presented. The static pressure drop amplitude through the bristle pack and the pressure rise amplitude through the cavity would increase while the pressure differential increases. And the axial pressure is the main reason of bristle blow down. The results provide theoretical support for the brush seal structure optimal design.     

防雪栅设计高度的数值仿真研究

防雪栅是一种有效防治公路风吹雪雪害的措施之一。本文基于雪害形成机理,论述了公路风吹雪雪害数值仿真的思路和方法,并针对路堤这一典型路基断面形式,运用该仿真技术,就防雪栅设计高度对防雪效果的影响进行了研究,其结果与国内外已有的研究成果相吻合,从而为防雪栅及其他防雪设施的设计提供了一种新的分析方法。     

Mechanism and effects of snow accumulations and controls by lightweight snow fences

This paper investigates the snowdrifts caused by lightweight fences along the lines on the flatland through the computational fluid dynamics method. The characteristic ambient flows around the solid fences and the porous fences with varied heights and bottom wind gaps are simulated in the numerical model, and the working mechanism of “interception” and “scouring” of the lightweight fences are analyzed. Based on the friction velocities near the ground, two sets of criteria are proposed to evaluate the deposition and erosion effects of different fences. According to flow separation and reattachment, the simplified relationships between the most likely positions for snow accumulations and fence parameters are developed. The study indicates that the capabilities for snow interception by the solid fence without wind gap and the distance from which to the second snow coverage center both increase with the fence height. Furthermore, it is found that the scouring range for snow surface increases significantly with the size of wind gap, and the snow accumulation rate on the leeward side decreases with the increasing fence porosity.

     

混合刷式密封泄漏特性的数值研究

为分析某型号汽轮机改进的刷式密封结构的密封性能,采用non?Darcian多孔介质模型的Reynolds?averaged Navier?Stokes方程数值求解方法,对泄漏流动特性及转子表面、刷束自由高度和保护高度的压力、速度、湍流动能分布规律进行数值研究,并与迷宫密封进行相应的比较。结果表明：相同的间隙和压比下,混合刷式密封流场分布要比迷宫密封复杂,泄漏量明显小于迷宫密封;相同的结构和参数下,泄漏量随着压比的上升而增加;转子表面的轴向压力和湍流动能从进口到出口呈现阶梯状递减趋势,保护高度的径向压力基本趋于常数值;刷束径向速度和湍流动能随着压比的上升而增加,刷束下半部分和后挡板保护高度对泄漏特性影响比较大。研究结果为汽轮机刷式密封的结构设计,改善性能,提供了理论依据。     

桥梁节段模型风力试验研究

通过桥梁节段模型风洞试验测量了桥梁的风力 ,研究了桥面护栏和隔离带以及变模型长度对模型风力的影响 ,并分析了桥的驰振稳定性和颤振稳定性 .试验结果表明 :设计试验方案以及应用试验结果时应考虑模型长度、桥面护栏及隔离带的影响 .     

基于DFT相位检测的误差分析与补偿

用DFT进行相位检测的一种数字化方法,对有限长序列进行变换,涉及到信号截断的问题。截断窗口长度决定了信号样本长度,不同的样本长度会影响DFT的结果。着重分析了非整数周期所引起的相位误差,并对提高DFT的频率分辨率提出补偿措施。     

导流板型防风网的流场模拟与抑尘研究

针对常规型防风网庇护范围有限等缺点,采用导流、整流措施,设计了导流板型防风网。应用CFD模拟软件FLUENT 6.2提供的标准κ-ε模型,以流场数值模拟的方法对导流板型防风网结构及其网后流场进行数值模拟,研究了导流板型防风网对物料堆表面速度、压力和湍流强度变化的影响,并与常规防风网的挡风抑尘作用进行了比较。模拟结果表明:导流板具有导向作用,使渗流风以一定角度上扬,减小了渗流风对防风网后物料堆表面的直接作用,同时延缓了绕流风对料堆顶部的影响;与常规防风网后料堆表面性质相比,导流板型防风网后料堆表面速度较小,压力变化较小,顶部附近湍流强度变化较小;综合分析各因素,导流板型防风网挡风效果明显。     

规范电力调度保障电网安全

电力调度的主要任务是组织、指挥、指导和协调电网的运行,保障电网安全.油田电网电力调度和地方电网电力调度,由于其单位定位、服务对象以及管理模式的不同,各自具有的相应的特点.将二者进行比较,寻找其中的相似点和不同点,有助于提高油田电网电力调度水平,促进电网安全运行管理.