排桩整流技术在大藤峡水利枢纽中的应用

基于物理模型试验,研究了大藤峡水利枢纽上下游口门区满足通航水流条件,并首次将排桩整流技术运用于改善引航道上下游口门区流态当中,提出了改善口门区流态的排桩方案,试验结果表明,排桩整流技术可成功的改善引航道上下游口门区流态的同时,还能够节省工期、降低造价。     

青山枢纽船闸上游口门区通航水流条件优化试验研究

针对澧水青山枢纽在上游口门区受到弯曲水流、分汊河道地形、口门区水流断面的突扩和缩小及流量等水流问题,采用定床物理模型试验方法对上游口门区水流条件的改善及影响因素进行研究,并提出改善水流条件的优化措施。结果表明,在上游口门区原设计方案及改善方案1条件下不能满足通航水流条件;根据方案2的布置,在上游口门区无错口地布置3个导流墩,且对右汊河道进行疏浚至43.0 m时,能够较好地改善上游口门区的水流条件,且船闸口门区在设计通航水位下的水流条件均能满足船舶安全通航的要求。     

飞来峡水利枢纽下游引航道口门区通航条件改善途径探讨

针对飞来峡水利枢纽下游引航道口门区泥沙淤泥碍航问题，提出将下游引航道堤头改为浮堤型式的方案。通过试验证明，采用浮堤和相应的辅助设施，可有效地减少小口门我回流强度和泥沙航淤一，从而改善引航道口门区的通航条件。     

船闸口门区不良流态改善措施

水利枢纽船闸上、下游引航道口门区的通航水流条件是制约枢纽通航能力的关键因素之一。基于船闸口门区不良流态的形成机理,结合口门区水流条件安全通航标准,阐述口门区不良流态的形成因素及改善措施,对枢纽口门区水流条件的研究进行展望。     

导流墩对急弯河道下游口门区水流条件的改善作用

针对口门区通航水流条件影响船舶航行安全的问题，根据急弯河道下游口门区特征建立概化数值模型，从导流墩数量、布置角度和相对间距3个因素对船闸下游口门区通航水流条件的影响展开研究。依托位于急弯河道的航电枢纽建立二维数学模型，对导流墩布置规律进行验证。研究结果表明，合理布置导流墩可以较大程度改善口门区水流条件，适当增加导流墩数量且当导流墩间距与长度等长时通航水流改善效果较强。导流墩布置方向与航线平行时，水流条件较优。     

渠江风洞子航电工程通航水力学试验研究

渠江风洞子枢纽是以航运为主、结合发电的枢纽工程。本文结合模型试验成果，论述了船闸上、下引航道口门区的通航水流条件、船闸引航道平面布置及泥沙淤积对引航道及口门区通航条件的影响，提出了改善引航道口门区通航水流条件的工程措施。该研究成果已被设计采用。     

岷江犍为航电枢纽下引航道口门区通航条件研究

岷江犍为枢纽下引航道口门区及下游连接段河床左高右低,口门区通航水流条件十分复杂。通过整体模型和船模试验,提出了岷江犍为航电枢纽下引航道口门区通航条件的改善措施。研究表明,扩大下游开挖范围、适当保留原始河床、合理调整泄洪(冲沙)闸的开启方式等措施对改善下引航道口门区通航条件是有效的。     

赣江井冈山航电枢纽船闸下游口门区及连接段通航水流条件试验研究

针对赣江井冈山航电枢纽下游引航道口门区及连接段横流强劲、回流范围广等问题，进行枢纽下游引航道口门区通航水流条件及优化研究。通过建立水工整体定床模型，对隔流墙布置形式进行优化，提出缩短隔流墙并增设透水段、同时透水段向河心侧外挑的优化方案较好地解决了口门区横向流速、回流较大等问题，下游引航道口门区及连接段通航水流条件得到显著改善，经船模试验验证能够满足船舶安全通航要求。     

渠江四九滩枢纽通航水流条件研究

针对渠江四九滩枢纽上、下游引航道口门区通航水流条件，结合国内外研究情况，简要介绍了枢纽布置、枢纽整体水工模型试验和自航船模试验的部分成果，并提出改善口门区通航水流条件的工程措施。     

新型桩基导流屏改善船闸下游口门区通航条件效果分析

五强溪枢纽船闸下游引航道口门区碍航问题一直是制约沅水高等级航道畅通的瓶颈。采用定床水流物理模型试验手段,分析河段现状通航水流条件及碍航特性。在桩基透空式隔流堤改善方案的基础上,提出了改善口门区通航条件的桩基导流屏方案,即通过阻挡和疏导水流相结合的方式来削弱口门区的斜向水流。方案实施前后试验成果对比表明,桩基导流屏对改善口门区斜流碍航具有较好的效果。     

龙溪口航电枢纽工程鱼道进口布置论证与优化*

为确定龙溪口航电枢纽左岸仿生态鱼道的进鱼口布置方案，结合枢纽的运行工况和现有地形条件，发现较多工况下鱼道进口附近水流条件不满足鱼类上溯要求，需采取一定的工程优化措施。针对龙溪口枢纽的特点，选取典型工况对进鱼口及枢纽下游的水流条件进行研究。根据二维数值仿真模型的研究成果，拟采用拆除电站与泄水闸之间部分纵向围堰、电站尾水坎下游开挖疏浚以及左岸生境重构等方式，优化鱼道进口水流条件。对比分析不同进鱼口布置方案的优劣，推荐采用生境重构结合开挖疏浚的综合措施，优化龙溪口鱼道进口及下游流场，两者均满足龙溪口鱼道进口的流速要求。相关成果可为类似进口水流条件的数值模拟及进鱼口布置提供技术参考。     

某平台机舱进排风口气流组织的CFD模拟

某自升式平台的机舱进、排风口位置比较接近,机舱排出的热气受大气风影响可能返回进风口,进而提高进风温度,成为一个设计隐患。文章应用CFD技术,通过模拟一定的大气环境条件下进排风口处的气流组织,找出最不利工况,并提出切实可行的改进建议。     

单扩张腔消声器流场特性与温度场研究

以某型船用排气消声器为研究对象,为改善流体阻力对船舶柴油机的功率影响及消声器表面热辐射造成的机舱通风的影响,对其单扩张腔消声器的阻力损失与表面温度场进行了详细的分析与研究。利用大型通用CFD流体计算软件对消声器的流体流动与表面温度场进行了分析计算,通过适当改变内部内插管的布置,可有效改善内部紊流流场,降低消声器的流动阻力;通过包覆一定厚度的隔热材料,可有效降低消声器表面温度,降低热辐射。     

海水-冰晶两相流非等温流动及传热研究

船舶在冰区航行时,存在冰晶颗粒混合海水流入船舶冷却系统现象。基于颗粒动力学理论,建立适用于海水-冰晶两相流的欧拉-欧拉双流体模型,耦合相间传热传质模型对海水-冰晶两相流在水平直管内流动及传热特性数值模拟。研究表明,冰晶颗粒流动过程中,在管道上部位置R=8~10mm处冰晶体积分数达到最大值,且随着速度增加而增大；当入口含冰率(IPF)为4%时,冰晶速度的最大值出现在管道中心轴线上方。当入口速度为1.0~3.0 m·s-1，含冰率4%~30%时，局部传热系数随入口速度及含冰率增大而增加。     

基于流道倾角对喷水推进泵流道性能的影响研究

利用参数化方法设计了4种不同流道倾角的喷水推进泵椭圆形进水流道,并采用三维雷诺平均N-S方程和RNGκ-ε湍流模型对其流场和性能进行数值仿真.从流道的出流均匀性、流动分离方面来分析在保持进口速比不变,不同流道倾角时流道内流场的变化情况,为喷水推进器进水流道倾角的设计提供依据.计算结果表明:流道倾角对喷水推进泵水力性能和流场变化影响较大.在设定进速比的条件下,随着流道倾角的增大,喷水推进泵流道出口的流场均匀性变差,流道内部更容易发生流动分离现象,且在流道倾角为47°时的喷水推进泵在设计工况下的流场特性最差.     

进水口流动对水翼组合体水动力影响的试验研究

为研究进水口流动对水翼组合体水动力的影响，开发了一套专用试验装置，可测量进水口位置和流量对水翼组合作升力和阻力的影响。试验获得了七种进水四位置的水翼组合体升力和阻力与进水口流量的关系。试验结果表明，进水口位置影响明显，一般地，进水口位于水翼压力面一侧有利于提高水翼组合体的升阻比。     

燃气轮机进气系统过滤结构数值模拟

针对某型燃气轮机陆上试验的进气系统,布置不同过滤结构模型,采用CFD数值模拟计算方法,分析了三种过滤结构对进气系统流场、燃机进口空气速度均匀性、总压损失等参数影响。结果表明：在低进气流量下,过滤结构产生的总压损失占据主导位置,随着进气流量的增加,进气室稳压室向燃机进口直管收缩产生的压损更为明显。两侧分布式过滤结构降低了燃机进口空气速度的不均匀度,并有效降低了总压损失。     

自流冷却系统引水装置水力性能研究

为提出先进船舶自流冷却系统引水装置的定量设计原则，参照水泵性能描述方法，提出自流扬程的概念，用自流扬程和附加阻力描述引水装置水力性能。基于伯努利方程和边界层方程的计算分析表明，为提高自流扬程，引水装置吸入口应垂直于来流且高于边界层厚度。基于冲量定理进行计算分析并结合三维仿真计算结果表明，为平衡自流能力和附加阻力，引水装置的入口流速与航速之比宜设计在一定区间内。实船计算结果验证了本文设计方法的正确性。     

半开式径向叶轮上游预旋流动研究

叶轮进口上游的预旋流动是影响流体机械水力及空化性能的重要因素,主要采用粒子成像测速（PIV）技术对半开式径向叶轮上游的预旋流动进行试验研究。通过对比不同转速和流量工况下的PIV试验结果,发现在叶轮上游吸入管内均存在与叶轮旋转方向一致的预旋流动,且偏离设计工况越远、距离叶轮越近、其预旋速度相应也越大。同时,叶轮旋转的影响还可通过流道向上游传播,继而在吸入管内诱导产生涡量场。因此,有必要基于RANS方程组及RNG k-ε湍流模型进行叶轮全流道三维湍流流场的数值模拟。结合试验和数值模拟的结果,可发现吸入管内部预旋流动主要为沿旋转方向的周向流动,而沿半径方向的径向流动很小,且径向速度在数值上要比周向速度小一个量级。     

泵站进水流道对泵性能影响的研究

水泵站是重要的水利设施之一,而进水流道是大型水泵装置的一个重要组成部分,是泵站前池和叶轮室之间的过渡段,承担着水泵进口流场的整流作用,使水流更好地转向和加速,尽量满足水泵叶轮室进口所要求的水力设计条件。采用三维定常RANS方程和重整化群RNG紊流模型对进水流道、水泵叶轮室的水体进行数值模拟计算,分析进水流道对水泵性能的影响。计算结果显示:不同类型的进水流道对水泵内部流场、叶片压力分布及水泵特性(功率、扬程、效率)等方面均有影响。