超临界燃煤电站取水泵站流道内流态及整流措施试验研究

文章通过印尼芝拉扎超临界燃煤电站取海水泵站的水工模型试验研究,研究了大型取水泵站前池及进水流道的流态,分析了产生不良流态和有害漩涡的原因,提出了改善进水流道水流流态及消除进水流道内有害漩涡的措施,如斜置胸墙及整流墩等。采取治理措施后各工况条件下,流道内水流均匀,无有害漩涡产生,机组运行平稳,从而提高了泵站效率和保持安全经济运行,为类似工程提供参考。     

牛岐船闸通航水流条件受电站发电影响的分析研究

由于牛岐船闸和电站共用引水渠道,电站发电势必产生对船舶进出闸不利的水流条件,本文应用通过二维水流数学模型试验手段,分析研究引水渠道的水流条件对船舶进出闸安全的影响,并结合牛岐船闸复航工程实际情况,提出能较好改善引水渠道的水流条件的工程措施.     

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。     

喷水推进器水动力性能分析与优化设计研究

针对国内某喷水推进游艇进水流道和导叶叶片水动力性能不理想的问题,应用优化设计和计算流体方法对其进行改进。为满足数值计算所需要的船底边界层对进水流道和喷泵的影响,界定喷水推进器流场控制体,联合采用四面体非结构化网格和六面体结构化网格对所有区域进行离散,选择剪切应力输运湍流模型,采用稳态多参考系方法计算求解系统流场。将喷泵、进水流道、格栅和船底组合一起并通过壁面积分法计算在70~90 km/h航速时产生的有效推力。结果表明,导叶叶片和进水流道通过优化设计后,喷水推进器的推力效率提高,产生的推力明显大于原设计。     

引水工程江渠交汇水域通航条件研究

在大型江渠交汇水域,水流运动特性复杂,船舶能否安全进出交汇口水域是引水工程通航建筑物设计需要解决的难点。文章利用大型船舶操纵模拟器,以水流与船舶操纵运动数学模型偶合计算为基础,对引江济汉工程江渠交汇水域通航条件进行了优化研究,同时提出了交汇水域船舶的避让方式。     

BIM技术在供水泵站工程中的应用

为了研究BIM技术在供水泵站工程中的应用,介绍分析了BIM技术的相关概念,简述了利用BIM技术对泵站的全生命周期的管理,利用BIM技术构建泵站的模型构建,利用BIM技术对泵站进行优化设计,包括碰撞检查、施工进度管理、施工成本管理、运营管理。通过BIM技术在供水泵站工程中的应用,可以避免设计中碰撞问题的发生,可以对施工进度进行实时的管理,避免工期的延误,可以对施工成本进行实时的控制,减少材料的浪费,通过与虚拟现实的技术结合,提高了供水泵站运营中信息互通和管理智能化。     

泥沙泵站侧向进水前池流场的数值模拟

采用标准κ-ε模型和SIMPLE算法,对泵站侧向进水前池水流流态进行了数值模拟。根据模拟出的前池水流的速度矢量图、断面垂线速度分布图及泥沙体积浓度轮廓图分析了泵站侧向前池进水角α和开机决策及介质分别为清水和浑水对泵站进水流态的影响,所得结论与泵站前池的设计理论十分吻合,这对泵站的设计和改造都具有指导意义。     

湘江株洲航电枢纽二线船闸建设对一线船闸通航条件影响研究*

采用正态物理模型研究湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸工程对一线船闸通航条件的影响。分析工程前一线船闸通航水流条件,二线船闸建设对原有边界条件的改变,工程后一线船闸上下游引航道口门区及连接段航道的横、纵向流速等水力参数变化规律,以及口门区现有导流建筑物对新建工程的适应性等。结果表明,二线船闸建设使得一线船闸通航水流条件稍有恶化,但水流条件的改变对船舶航行条件影响不大,工程前后船舶进出一线船闸的航行条件基本一致。     

喷水推进器进水流道倾角与流动性能关系研究

对某平进口式喷水推进器进水流道,在其纵向总长度、宽、高给定的条件下,建立了倾角不同的6种流道模型.采用RNG k-ε湍流模型封闭RANS方程,运用SIMPLE算法,并考虑进口速比IVR(流道出口速度与航速之比)对流道流场的影响,得到了进水流道内部流场特征.从流道的出流均匀性、空化、流动分离和变工况的适用性4个方面提供定性和定量指标用以分析流道倾角在不同进速比工况下的水力性能情况,为喷水推进器进水流道倾角的优化设计提供依据.分析结果表明,该型推进器在流道倾角等于40°时各方面性能都较好.     

小型海湾口门外建港水流、泥沙问题试验研究

海湾口门外水流、泥沙条件较为复杂,进出湾水流互相交汇,这些区域建港难度较大。安海湾为一面积不足13 km2的小型海湾,拟建港区位于安海湾口门外西侧。文章通过物理模型试验对该处建港水沙条件进行研究,通过一系列工程措施优化港区布置,有效改善了港区水流泥沙条件。     

基于CFD的翼型水动力性能多目标优化设计

随着计算机技术的飞速发展,如何进一步发挥CFD在船舶工程优化设计中的作用,成为当前CFD应用研究的一个重点.文章通过集成CFD工具、优化算法和几何重构技术构建了基于CFD的构型水动力性能优化设计平台.以翼型作为优化对象,阻升比和尾流均匀度作为目标函数,采用Bezier曲线方法实现翼型几何表达与重构,利用DOE和NSGAⅡ算法对NACA0024翼型进行了多目标全局优化设计,获得了均匀分布的Pareto最优解集.结果表明该平台可以用于翼型水动力性能多目标优化设计.此外,文中的工作为进一步开展基于CFD的船型水动力优化设计打下了坚实的基础.     

底坎在城镇泵站侧向进水间水流整流的应用

城镇泵站侧向进水间设置底坎后,1#、2#进水间水流主流偏离了进水间中间侧,表层水流流态未出现回流等不良流态;特征断面流态紊乱,底层水流翻转至表层水流;1#、2#进水间特征断面流速分布均匀度值有所提高;底坎在泵站侧向进水间整流应用是可行的,能改善水流流态,同时也说明了单一底坎整流效果有限,需要多种整流手段结合应用,并辅以水工模型试验验证。本文研究成果对泵站侧向进水间设计具有一定借鉴意义。     

成子河船闸引航道与泄洪河道交汇区域通航水流条件与改善措施研究

引航道与泄洪河道交汇区由于水流流向与航行进出闸方向角度较大,常产生较大横向流速,影响船舶安全进出闸。文章建立成子河船闸引航道与泄洪河道交汇区平面二维数学模型,模拟研究该区域通航水流条件及其改善措施。研究结果表明:无工程措施条件下,废黄河下泄流量为10 a一遇洪水时,成子河引航道与泄洪河道交汇区表面最大横向流速大于0.3 m/s,不能满足通航要求。当废黄河与引航道交汇区的上游设置导流墙时,导流墙将来流分为左右两股水流,向下游的主流流向逐渐与下游引航道平行,交汇区的水流受导流墙阻挡流速减小迅速,能满足通航要求。     

摆线针轮行星减速器的稳健优化设计

将目标函数及约束条件的灵敏度最小作为附加目标函数引入摆线针轮行星减速器的优化设计模型中,通过实例计算表明该方法能够保证最优点的可行稳健性,达到稳健优化设计的要求.     

沙溪口水电站船闸下引航道口门区通航水流条件研究

船闸引航道口门区水流条件的好坏直接关系到船舶进出船闸的安全。针对沙溪口水电站船闸引航道口门区水流条件差、水深不足、横流较大等问题,建立电站河段整体物理模型,并结合船模航行试验,对船闸下引航道口门区通航水流条件进行试验研究,并提出优化工程方案。优化方案2试验表明:通过筑坝、新建明渠和底部透空式隔流堤工程,下引航道口门区通航水流条件得到明显改善,通航水流条件基本满足规范要求。船模航行试验验证船舶可以安全平稳地通过口门区,且船舶操纵参数均在要求范围以内。     

导流墩改善口门区水流条件机理研究

船闸引航道口门区是船舶进出船闸的＂咽喉＂,受特殊边界条件的影响,该区域内产生有斜流、横流及回流等不良流态,对船舶安全航行造成很大影响。文中从理论上分析了口门区内不良流态对船舶航行的影响关系及导流墩削弱口门区内斜流和回流、改善通航水流条件的机理。结果表明,导流墩或导流墩与其他工程措施的结合应用是改善口门区水流条件的有效工程措施。     

摆线针轮行星减速器的稳健优化设计

将目标函数及约束条件的灵敏度最小作为附加目标函数引入摆线针轮行星减速器的优化设计模型中，通过实例计算表明该方法能够保证最优点的可行稳健性，达到稳健优化设计的要求。     

基于期望造价的高边坡优化设计及工程应用*

基于边坡可靠性及优化原理,以工程总期望造价为目标函数,建立高边坡系统设计及开挖的优化模型.结合依托工程,对云南省富宁港区通用泊位某一陆域高边坡进行优化设计,得到边坡安全系数及可靠度与设计坡角之间关系,同时提出该边坡基于期望造价时不同损失系数下合理的开挖形式.通过对比分析,基于期望造价的高边坡优化设计理论可为实际工程提供参考和借鉴作用.     

地效翼船主翼结构优化设计

本文利用ANSYS软件,建立了地效翼船主翼结构工程实用的优化模型,根据主翼结构的制造工艺和设计载荷工况确定了关键构件截面的优化设计变量和应力约束条件,以主翼结构最小重量为目标函数进行优化设计,取得了明显的减重效果.在对优化结果可靠性评估的基础上,提出了应力折减系数以修改关键构件的应力约束条件,进行主翼结构的二次优化,提高了优化设计的可靠度.     

内河船舶操纵数学模型中水流力的模拟及应用

内河水域通航水流条件复杂,尤其是在船闸引航道口门区,进出闸安全一直是人们关注的最重要的问题。文章建立的模型考虑了船舶在船长方向上不同的水流流速,提升了船舶操纵模拟的精度,并将其应用到了旗杆咀船闸改造工程中,利用数值模拟与仿真模拟相结合的方式研究了船闸上、下游引航道的通航建筑物的平面布置方案,提出了改善通航条件的方法及平面布置需要注意的事项。