轴流式水轮机叶片建模与优化

在枯水期,由于转轮叶片效率低,一些地区轴流式转轮不能发电。为了解决这一问题,改善转轮叶片非圆曲线的设计尤为重要。当前,CAD软件不能够对非圆曲线进行延伸,在分析其原因的基础上引入了趋势外推法。研究了各段翼型截面的分布规律,建立了多项式曲线延伸数学模型,利用MATLAB软件的编程找到叶片已知点的内外侧延伸点以及运用MATLAB软件的曲线拟合功能来改善叶片的形状,以使叶片表面趋于光滑,从而减小功率损耗和提高运行效率。为了完善非圆曲线智能延伸功能,基于C++编程,对NX软件进行二次开发,进一步优化了轴流式转轮叶片。     

三维湍流流动计算在混流式转轮水力设计中的应用

根据实际工程的需要,对需在某具体水力参数下工作的水轮机转轮通过CFD的手段进行了转轮水力模型的设计与开发.设计过程中,基于RANS方程,采用标准k-ε湍流模型和有限体积法,对转轮内部的流动状态在某具体水力参数(含特征工况点)下,进行了全三维粘性流动的数值模拟;依据各工况下的模拟结果和分析其流态与流场分布情况的基础上,对初始设计出的模型转轮的翼型和叶片几何形状、尺寸做了进一步修正、改进;经性能预估验证,得到了水力性能良好的新的混流式转轮水力模型.文中采用结构和非结构化网格相结合的划分方法,不仅可行,而且还提高了网格质量和计算精度;用叶片正背面压力差表示叶片上压力分布的变化规律,可以更清晰地反映出叶片的作功情况.     

转轮叶片裂纹分析，检测及处理

转轮是水轮机核心部件，转轮的叶片出现裂纹会严重威胁水电厂的安全运行。通过对水轮机转轮叶片进行有限元计算分析，得出应力过于集中通常是叶片裂纹产生的主要原因，此外，叶片也存在设计、制造、运行方面的问题，为此，介绍了水轮机转轮叶片裂纹无损检测的常用方法和一般工艺。     

混流式水轮机部分负荷下的叶片动载荷模拟

通过求解三维不稳定Reynolds平均Navier-Stokes方程,并采用RNGk-ε模型实现方程的封闭,对3个不同转轮在部分负荷下进行了包括导叶、转轮、尾水管在内的三维不稳定流动计算。结果表明:由于水轮机转轮的旋转,在部分负荷工况下,由尾水管内涡带引起的转轮内的压力脉动主要频率fr是转频fn与涡带压力脉动频率fd之差;同时转轮内压力脉动还有导叶通过频率和转频及其倍频等成分;在66%左右开度下叶片上压力脉动幅值一般大于80%左右开度下的值;在同一工况下,叶片背面的压力脉动幅值一般大于叶片正面的值。     

转轮叶栅参数对贯流式水轮机性能的影响

从理论上系统地介绍了贯流式水轮机转轮叶栅几何参数中栅叶稠密度，叶的相对扭角，转轮叶片数和叶片厚度对不轮机性能的影响，并结合在同一试验台上所做的四套贯流式转轮的能量特性试验成果进行了分析和比较，得出叶栅参数对水轮机性能的影响的规律，为以后开发低水头水力资源提供了转轮设计的依据。     

李家峡水电站水轮机叶片裂纹状况调查及其成因探究

针对李家峡水电站自投运水轮机相继出现转轮叶片开裂现象,对转轮裂纹状况进行了调查,分析、研究了其形成原因,并从设计、制造、运行等角度提出了具体的预防措施。     

超高水头混流式长短叶片转轮内部流动数值模拟

对超高水头混流式长短叶片转轮内部流动进行数值模拟分析.计算基于连续方程和雷诺时均N-S方程,选用Spalart-Allmaras一方程湍流模型使方程组封闭,通过贴体坐标下的有限体积法对控制方程进行离散,数值求解采用SIMPLIC算法.通过计算得出不同工况下长短叶片转轮内部流动的速度及压力分布,发现不同工况下短叶片表面的压力分布规律与长叶片基本相同.与常规转轮叶片流场比较发现,在上冠流面和中间流面上二者有相似的翼型压力分布规律,而在下环流面上长短叶片转轮翼型表面压力分布要优于常规叶片转轮,因而具有更好的空蚀性能.     

基于CAD-CFD技术的水力透平转轮设计

依据水力透平转轮的给定参数,运用CAD-CFD理论对水力透平转轮进行水力模型设计与模拟分析.采用CAD技术设计并修正叶片形状;用CFD技术,基于RANS方程,采用标准κ-ε湍流模型,对转轮内部三维流动进行数值模拟,分析其内部三维流动机理,预测水力透平转轮的性能.依据模拟结果和分析其流态、流场分布情况,验证转轮设计的合理...     

HL160－WJ－84型水轮机的增容改造技术

在理论计算基础上，结合转轮实测与实践经验，确定了叶片出水边切割量，铲除了叶片前半部分的鼓包，使ＨＬ１６０－ＷＪ－８４型水力发电机组在６５ｍ额定水头下最大有功功率增加２５％．经调节保证计算，为改造后的机组重选了关机时间Ｔｆ．为解决原机型非接触式密封装置在大负荷工况下主轴漏水喷入水导轴承问题，设计了新型平板橡胶接触式密封装置．     

水平轴风力机转轮气动性能的数值解法

以有限叶片数的旋涡气动模型为依据，用有限差分法求解描述该模型的积分微分方程，可建立一种确定水平轴风力机转轮气动性能的计算方法．该方法不只用于转轮气动正问题的求解，同时还可作为转轮气动优化设计的依据．本文先着重介绍了Ｈ．Ｅ．茹可夫斯基所提出的转轮旋涡气动模型和他所推导的求解诱导速度的表达式以及求环量分布的积分微分方程．之后，作者将积分方程已有的解法进行了改进，从而得到该方程的数值解，并提出两种求解转轮气动性能的数值解法．最后给出了转轮气动性能的几种算法的比较．     

浅析概念设计

概念设计是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法。概念设计是完整而全面的设计过程，它通过设计概念将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计。概念设计围绕设计概念而展开，设计概念则联系着概念设计的方方面面。     

滚子活齿传动的模糊优化设计

应用模糊综合评判法对滚子活齿传动设计中模糊影响因素进行定量分析；建立了以体积最小为目标的模糊优化数学模型，并给出了相关解法和实例}将模糊优化和常规优化两种结果进行了比较，结果表明模糊优化设计是一种实际可行的科学的设计方法。     

非标设备设计的多维系统化问题研究

论述非标设备的多维系统化设计以及基于多维系统化设计若干设计方法的发展应用.从实践中发现,设计问题是非标设备开发经常出现的问题,设计与非标开发的其他环节紧密联系.结合产品生命周期和项目管理等理念,发展了传统系统化设计,提出多维度的系统化设计.多维系统化设计不仅对设计工作进行系统化分解,还将设计作为一个单元作系统化延伸,基于产品生命周期系统化考虑客户潜在需求和其他与设计相关要求,对设计要求进行多层次系统化分解,建立以设计为核心的系统化协作机制.多维系统化设计可以兼容多种设计方法,并使这些设计方法结合多维系统化的思想发展应用,以虚拟制造设计、标准化设计为例等说明一般设计方法基于多维系统化设计的发展应用.     

不完全概率信息下机械零部件的可靠性灵敏度设计

应用随机摄动技术和四阶矩技术,将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合,建立了机械零部件可靠性灵敏度设计模型.提出了基于四阶矩方法的可靠性灵敏度设计的计算方法,讨论了具有不完全概率信息的机械零部件的可靠性灵敏度设计问题;探讨了机械零部件的可靠性随设计参数改变的数学评价方法,给出了可靠性灵敏度的变化规律;研究了设计参数的改变对机械零部件的可靠性的影响,并且获得了理想的数值设计结果.为机械零部件的可靠性设计提供了理论依据.     

抽油机减速器轴和轴承的计算机辅助设计

在设计抽油机减速器的轴和轴承时,设计人员一直采用手工设计方法。用这种传统的方法设计出的结构缺乏一定的协调性和灵活性,设计计算繁冗,并难以获得最佳设计方案。本文用计算机辅助设计(CAD)技术,编制出了软件系统,使轴和轴承的设计计算整体化,克服了传统设计方法的缺点,提高了设计质量,并由于简化设计过程而大大节省了工作量。     

基于有限元技术的大型车辆设计方法

探讨了一种基于有限元技术的设计方法,该方法将拓扑优化、参数优化、概率设计技术有效的结合在一起.与传统设计方法相比,这种设计方法避免了一定的盲目性,提高了设计效率,设计结果具有更高的可靠性.将此方法应用于大型非公路自卸汽车的车架设计,取得了较好的效果.     

基于计算机控制的生产过程自动化系统设计过程的模型

本文使用工程生存周期模型描述了自动控制系统的设计进程;讨论了设计过程的三类模型:项目一阶段模型、流图模型和设计层模型;介绍了三类设计工作:方案设计、操作设计和辅助设计;将非技术性需求纳入设计过程,从而获得完全的设计层模型,这是软件工程环境EPOS的理论基础。     

视觉传达语言中的符号元素

视觉传达设计,不仅仅是平面设计和装潢设计,它更多的是一种设计上的综合体现,具有着人的多种感受所能对应的一些符号元素;从某种程度上说,它是在大众文化的影响下,消费型社会对于设计的一种理性或感性需求。     

NGW型行星减速器的模糊可靠性优化设计

在工程设计中 ,存在大量的、不可避免的模糊信息 ,而用常规可靠性设计方法处理这类不确定因素 ,不仅会遇到极大的困难 ,有时甚至不可能 ,并与工程实际产生较大的矛盾。用模糊方法处理不确定因素 ,设计结果与工程实际吻合 ,可减少获得数据的难度 ,故具有工程应用价值。该文根据模糊可靠性设计理论和机械优化设计技术 ,以 NGW型行星齿轮减速器为例 ,初步探讨了模糊可靠性优化设计的原理和方法 ,经实例计算证明 ,提出的模糊可靠性优化设计方案较好地反映了 NGW型行星齿轮减速器的工作状况 ,符合工程实际 ,具有经济、实用的价值。     

控规中的城市设计弹性

城市设计是设计城市,不是设计建筑．虽然城市设计是城市体形环境的三维空间设计,但由于城市本身具有的巨系统特性,其设计与建筑设计这种具体物质形态的设计有着本质的不同．根据我们的实践来看,城市设计应是一项综合性、长期渐进的城市行政管理过程．而目前在我国许多的控制层的详细城市设计中,还普遍存在一个设计过于具体化且缺乏管理的可操作性和弹性的问题．