竖井式进/出水口数值模拟策略研究

数值模拟在抽水蓄能电站进/出水口水力设计中的应用日趋广泛,但网格尺度的差异和不同湍流模型的选用均会对数值模拟结果产生影响。为准确、定量地评估二者的影响,本文以西龙池抽水蓄能电站竖井式进/出水口为例,针对3种网格尺度,采用4种常用湍流模型,在进流和出流工况下,对比分析了网格尺度对水头损失系数、流速不均匀系数等水力指标的影响。选用网格收敛指数定量评价各湍流模型在3种网格尺度的数值模拟误差,用以确定合理的网格尺度,在此基础上分析4种湍流模型的适用性。结果表明,在3种网格尺度下各湍流模型的计算结果均处于解析解的渐近域内,且当孔口网格由0.05D加密至0.03D时,数值模拟误差降低最明显。Realizable 模型对进流和出流工况的水力指标预测均较准确,与试验值的相对误差均达到5%。研究成果可为进一步提高进/出水口计算精度提供参考。     

龙抬头泄洪洞水力特性研究

结合某泄洪洞改建工程,利用三维紊流模型对不同进口高程的龙抬头泄洪洞水力特性进行比较研究。首先,利用龙抬头泄洪洞水工模型试验结果验证了数值模拟结果的可靠性。然后,针对四种进口高程的龙抬头泄洪洞,从泄洪洞泄流能力、水头损失及水流流态等方面进行了比较。结果表明,在保证各曲线段光滑平顺的前提下,进口高程对泄洪洞、水头损失及流态的影响不大。研究成果可为泄洪洞的设计提供依据。     

水库分层取水水温模型试验的相似理论

依据连续性方程、运动方程和能量方程,结合水库分层取水的流动特点,对水库水温模型试验的相似关系进行了理论分析,提出了模型和原型相似应满足的条件,以及模型与原型水温换算关系。依据所提出的模型相似理论,将二滩水电站物理模型试验的所测下泄水温转换成原型数据后,与原型实测资料进行对比,结果表明,两者吻合较好,验证了本文模型相似理论的正确性。研究成果可为开展水库分层取水下泄水温的试验研究提供理论基础。     

扫描电镜能谱数据异常原因分析

在SiO_2基体上电化学沉积400nm厚度银涂层,然后用扫描电镜能谱仪进行成分表征时,结果出现异常现象。利用原子力显微镜(AFM)和蒙特卡洛模拟(Monte Carlo Simulation)软件对该异常现象产生原因进行了分析。结果表明:氧元素的特征X射线能量K_α=05.25keV,该能量能级较低难以穿透400nm厚度的银涂层,硅元素的特征X射线能量K_α=17.4keV,K_β=18.38keV,能级较高,能够穿透该厚度的银涂层。     

SnO2填充碳纳米管电化学储锂研究

合成了SnO2颗粒填充多壁碳纳米管并对其储锂性能进行了初步研究.用透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)分析其微观形貌和晶体结构,并与用硝酸纯化的多壁碳纳米管、SnO2颗粒包覆多壁碳纳米管进行比较.SnO2多数填充入碳纳米管管腔内.填充于碳纳米管内的SnO2与包覆在多壁碳纳米管外壁的SnO2晶体结构相同(JCPDS 41-1445).SnO2填充碳纳米管的放电容量可达284.2 mAh/g,高于纯化的碳纳米管(193 mAh/g)和SnO2包覆碳纳米管(82 mAh/g),具有SnO2的高放电容量和碳纳米管的低放电电位的优势.     

同步辐射SAXS原位在线检测纤维微结构系统的研究

研制开发了一套适用于同步辐射大科学装置上的原位在线检测装置,运用远程计算机控制,以同步辐射SAXS为手段,可实现纤维内部微缺陷的原位在线检测。原位在线检测可以表征高性能纤维在制备过程中缺陷和结构变化与工艺之间的关系,这是制备高性能纤维的关键所在。通过设备调试与实验,该系统可实现原位在线检测碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯3大高性能纤维在不同温度、不同张力以及不同气氛下微缺陷与结构演化过程。     

水环境涡动相关通量观测技术的实现与应用

为了给沉积物-水界面通量的原位长效观测研究提供技术支撑，对水环境涡动相关技术的实现路径和应用方向进行了系统梳理。回顾了水环境涡动相关技术的发展历程并对比分析了其技术特征，从理论基础、系统构建和数据处理三方面介绍了该技术的实现方法，并总结了该技术的应用方向和目前面临的挑战。水环境涡动相关技术具有底质适用类型多样、不干扰沉积物结构、测量足迹大且时间精度高等特点，适用于河流、湖泊、水库、海湾及深海等环境的沉积物-水界面通量观测，能够为水体环境修复、生态系统代谢评估及潜流交换等研究提供支持。     

水电站叠梁门多层取水下泄水温公式

对于温度成层型水库,水电站进水口分层取水方式通常被采用,目的是有选择地取用水库的不同层水体,减免下泄低温水对下游河流环境的负面影响。目前缺乏简单实用的分层取水下泄水温的预测公式。笔者针对糯扎渡水电站工程,试验模拟水库水温分布,量测下泄水温;依据大量的试验数据,建立下泄水温预测公式;所提出的公式得到了锦屏一级电站下泄水温试验数据的验证。     

河道汛期行洪冲污研究

海河水质呈恶化趋势，尤其是汛期排入的雨污水是海河有机污染的主要来源，利用汛期洪水冲污是改善河道水质的手段之一。依据连续性方程、动量方程、自由表面方程、状态方程和水质输运方程，采用有限差分法，建立海河河道水质模型，模拟海河汛期行洪后，污染物的输移扩散及降解转化过程，研究泄流量与冲污的关系。通过计算海河河道汛期行洪时氨氮、高锰酸盐指数浓度随时间变化情况表明，在不同泄流量下，污染物输移扩散及降解转化速率不同，流量大时，能更快的把污染物送入海河口。     

微波法合成正极材料Li3V2(PO4)3

用微波法合成了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3。XRD、充放电和循环伏安测试表明:在900℃下恒温11 min,合成的样品结晶度好、无杂相,0.2C时,使用该材料的电池首次循环的充、放电容量分别为177.1 mAh/g和145.7 mAh/g,循环50次后,放电容量为98 mAh/g。当充电到4.9 V时,Li3V2(PO4)3存在4个充电平台,且有较高的放电平台。