国家自然科学基金(50779060)
- 作品数：22 被引量：230H指数：10
- 相关作者：刘超周济人汤方平金燕杨帆更多>>
- 相关机构：扬州大学南京水利科学研究院江苏省太湖地区水利工程管理处更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省产学研前瞻性联合研究项目国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：水利工程农业科学机械工程动力工程及工程热物理更多>>
- 河岸糙率对明渠宽深比影响的研究被引量：1
- 2011年
- 研究了河岸河床相对糙率对明渠宽深比的影响。根据定床渠道、临界渠道和动床渠道3种类型渠道,采用最小能耗率原理,分别构建了宽深比计算的优化模型。结合综合糙率公式,利用条件极值问题优化计算方法,得到了不同类型渠道条件下的宽深比与河岸河床相对糙率之间的定量关系。分析计算结果表明,定床明渠随河岸糙率的增大,宽深比增大;而临界渠道和动床渠道随河岸糙率的增大,宽深比减小。河岸糙率大于河床糙率时,定床渠道为了降低河岸高糙率对流量的影响,从而宽深比增大;而临界渠道和动床渠道,由于河岸糙率大时其抗冲能力大,因而宽深比减小。这些结论可供明渠水力设计时参考。
- 黄才安周济人赵晓冬
- 关键词：宽深比最小能耗率水力设计明渠
- 箱型双向流道轴流泵装置内部流动的数值模拟和试验研究被引量：21
- 2011年
- 箱型双向流道泵装置结构简单,实用性好,然而传统的箱型双向流道泵装置存在泵装置效率较低、进水流道内易产生水下漩涡的问题,导致机组振动,危害运行安全。针对此类问题提出新型曲线扩散出水结构和进水导流墩设计方案,用于箱型双向流道泵站的更新改造。通过箱型双向流道泵装置内流场的数值模拟计算,分析了流动规律,获得了泵装置外特性曲线。同时在标准模型水泵试验台上进行了模型的性能试验,并与计算的性能曲线进行了比较,二者在高效区较为接近,说明计算可信。新的设计方案提高了泵装置效率,消除了水下漩涡,可以有效地保证泵机组运行的经济性和安全性。
- 刘超金燕周济人汤方平郝春明韩俊
- 关键词：水力机械数值模拟双向流道
- 基于CFD技术的泵站进水池水力性能研究被引量：17
- 2009年
- 为了改进泵站进水池设计，应用CFD技术对进水池内部流态和水力性能进行分析．首先基于重整化群湍流模型和SIMPLEC算法，数值模拟了泵站典型矩形进水池内的定常流动；然后基于流速均匀度优化目标函数，分析了进水池进水管内各个断面的轴向流速分布规律，并提出了叶轮名义高度的取值范围，即喇叭口直径的1．3-1．7倍．计算结果表明：矩形进水池内流态紊乱，水力性能差；增加导流墩和采用W形后壁后，进水池流态和水力性能能得到明显改善．
- 成立刘超
- 关键词：进水池泵站水力性能计算流体动力学
- 扩散导叶对贯流泵装置性能影响被引量：8
- 2010年
- 贯流泵装置中扩散导叶的叶片数是影响其装置水力性能的一个因素,故有必要对其进行计算和分析.通过CFD方法对配有不同导叶体的灯泡贯流泵装置内部三维流动进行了全流道数值模拟计算,获得了5种不同方案(4片、5片、7片、8片导叶和改进后的5片导叶)下贯流泵装置水力性能以及导叶段的水力损失,分析了不同导叶叶片数和叶片形状对贯流泵装置外特性的影响.结果表明,导叶体内的水力损失基本上随着导叶叶片数的增加而增大,而泵装置的效率不完全符合这一规律;采用5叶片导叶方案的泵装置效率较高,且内流场的压力和流速分布较为均匀;改进后的5叶片导叶体内的水力损失最小,泵装置效率最高,提出了对确定叶轮的最佳导叶叶片数的匹配.
- 冯旭松金燕刘超
- 关键词：贯流泵装置叶片数数值模拟
- 泵站侧向进水引河段三维紊流数值模拟被引量：26
- 2009年
- 受侧向进水的弯道水流特征的影响,侧向引河段内会产生大尺度回流.对侧向引河段的回流流动,以及为消除这种回流而采用的＂底坎＋Y形导流墩＂的组合整流措施后的流动,分别进行了数值模拟,并获得了侧向引河段的三维全流场.结果表明,这种复式导流措施有效地消除了侧向引河段内的回流,改善了引河段出口（进水流道或进水池进口）的流速分布.在进水流道进口前10cm断面处,流速分布均匀度达到84.43%;当底坎坎高取正常水深的0.30~0.45倍时,能获得较好的整流效果;Y形导流墩使流动对称性显著改善,涡流回旋强度减小,为后续的整流提供了有效的先期结果.经与试验结果对比,CFD数值模拟的计算结果与模型试验的结果是一致的,说明计算结果可信.
- 刘超韩旭周济人金燕成立
- 关键词：泵站整流数值模拟
- 基于CFX的双向立式轴流泵装置水力性能分析被引量：31
- 2012年
- 为分析双向立式轴流泵装置的内部流动结构并进行性能预测,应用三维紊流Navier-Stokes、RNG k-ε湍流模型和壁面定律对泵装置进行全流场数值模拟研究,共计算了额定转速下240—460L/s流量范围内的9个工况点.分析了导水锥对进水流道水力性能的影响及导叶体对装置性能的影响,并通过泵装置模型试验对预测的外特性结果进行验证.研究表明,加设导水锥可消除喇叭口下的奇点,避免附底涡的产生,加设导水锥后进水流道出口断面轴向速度分布均匀度提高0.5—0.8个百分点,速度加权平均角提高了0.3°—1.28°.导水锥对自流工况的影响很小.大流量工况时扩散导叶对叶轮出口环量的回收效果优于常规导叶,泵装置效率明显提高.
- 杨帆刘超汤方平
- 关键词：轴流泵泵装置流道导叶水力性能
- 基本河相关系指数的理论研究被引量：13
- 2011年
- 对基本河相关系式中的指数确定进行了较为全面的理论研究。通过阻力方程和输沙方程的联合运用,根据最大熵原理得到流量的调整将由河宽和水深的调整来均等地承担。据此得到了基本河相关系式,其中河相关系指数是随水流强度变化的,并得到了具体的变化规律。该基本河相关系不但能概括以往研究成果,还将静平衡的临界河槽(河槽边界切应力处处等于边界泥沙起动切应力的河槽)的河相关系与动平衡状态的动床河槽的河相关系得到了有机的统一。
- 黄才安周济人赵晓冬
- 关键词：河相关系最大熵原理冲积河流
- 明渠水力设计中的能耗极值假说被引量：3
- 2010年
- 最小能耗率理论和最大能耗率理论是水力学及河流动力学研究中容易混淆的两种假说。文章从明渠的最优水力断面设计、临界渠道设计、冲积河流河相关系3个方面出发,在理论上证明了能耗极值假说的存在,说明能耗极值假说取最小值和最大值与约束条件、已知条件之间的关系,并将计算结果与现有成果进行了比较。
- 黄才安赵晓冬周济人
- 关键词：能量耗散水力学明渠水流
- 基于分形理论的流速及含沙量垂线分布规律研究被引量：6
- 2013年
- 明渠水流的流速分布和含沙量垂线分布规律目前大多是利用现代流体力学的基本理论结合一些假设得到的近似解,因而寻求更具理论基础更能与实际相符的公式一直是学术界研究热点问题之一。本文利用分形理论中自相似分形的标度律,研究了流速垂线分布和含沙量垂线分布的局部与整体之间的自相似现象,从而得到了二维明渠垂线流速分布和含沙量分布的规律。结果表明,基于分形标度律可以得到指数流速分布公式、对数流速分布公式及其它形式的流速分布公式;同样,基于分形标度律也可以得到含沙量垂线分布的Laursen公式、Rouse公式及其它形式的含沙量分布公式。
- 黄才安周济人赵晓冬张瑾
- 关键词：明渠水流流速分布标度律
- 泵站开敞式进水池几何参数的数值模拟被引量：18
- 2009年
- 基于定常不可压流体的控制方程和重整化群湍流模型,应用SIMPLEC算法,计算了不同几何参数的泵站开敞式进水池定常流动。研究表明过小的后壁距将引起进水喇叭口的单向进水趋势,过大的后壁距将导致后壁产生较大区域的回流区;过小的悬空高使得流入喇叭口的水流流线过于弯曲,过大的悬空高将形成喇叭口的单面进水,导致水泵进口的轴向流速分布不均匀。研究显示矩形、梯形和半圆形进水池水力性能相近,ω形进水池的水力性能最佳,进水管流速分布均匀。基于数值模拟结果提出的进水池主要尺寸参数的范围和后壁平面形状,可应用于工程实际。
- 成立刘超周济人金燕
- 关键词：进水池水力性能数值模拟
