万安枢纽二线船闸输水系统阀门后廊道选型

万安枢纽二线船闸设计最大水头为32.5 m，针对该高水头船闸输水系统阀门后廊道体型问题，比选研究顶部渐扩＋平底和顶部突扩＋底部突扩两种方案。采用水工整体模型试验和阀门廊道非恒定流常压试验的方法，从闸室充泄水水力特性、水流流态及均匀性、压力特性影响等方面比选。结果显示顶部突扩＋底部突扩廊道在缩短输水时间、改善主廊道和进水口流态、减小下检修门槽压力脉动及空化等方面均优于顶部渐扩＋平底廊道。     

某水电站表中孔体型优化试验研究

为了解决某水利枢纽消力池内临底流速及脉动压力偏大的问题,采用水工模型试验的方法对其表、中孔体型进行了优化.从流态、临底流速、脉动压力等几个方面比较后,发现采用表孔出口收缩和缩短中孔出口边墙消力池底板的脉动压力及临底流速相比原方案均得到明显改善,表孔最大临底流速约为13.64m/s,消力池最大脉动压力值约为6.66×9.81KPa.成果可供设计参考.     

基于动网格技术对银盘船闸阀门段体型优化动态仿真研究

采用动网格技术和VOF方法对乌江银盘船闸阀门开启过程进行非恒定流三维紊流数值模拟,采用1min开阀方式分析阀门段水流急变分离的流态和压力的时空演化规律及出现空化空蚀的危险区域和时刻,并对阀门段体型进行了比较优化,最终确定了推荐方案。     

德厚水库引水隧洞塔式进水口分层取水设计

文章以德厚水库为例,其为大(2)型水利工程,溢洪道设计的合理与否直接关系到水库的安全。通过水工模型试验对溢洪道设计方案的合理性进行评价,并根据试验发现的问题,对溢洪道引渠段左侧导墙、陡坡泄槽段及消力池体型进行优化,优化设计后溢洪道布置及体型合理,泄流能力满足要求,水流流态平稳,消能效果理想。     

基于CFD的海洋深水试验池造流系统数值模拟

海洋深水试验池的造流系统是深水池设计和建设的关键技术之一,其设计水平直接决定了水池能否正确模拟深海海洋环境,以及水池开展海洋工程深水试验研究的能力.本文结合上海交通大学设计建造中的海洋深水试验池,通过CFD计算,对水池内整体流场进行了数值模拟,以研究流速和压力分布等流场特性.计算结果表明,设置在进水和出水廊道内的穿孔压力墙是深水造流系统中的关键整流设备,可使水池内的流速实现均匀分布.此外,穿孔压力墙表面的粗糙度大小也会对水池内流场产生显著影响.数值模拟的结果为海洋深水试验池的设计和建造提供了参考.     

双桨船螺旋桨的适伴流设计

讨论了双桨船和单桨船伴流场的不同特点,给出了双桨船切向伴流的分析方法和不同旋向下的螺旋桨设计结果,指出双桨船适伴流设计考虑切向伴流影响的必要性.内旋设计桨在大型循环水槽中进行了模型试验,试验结果表明螺旋桨的空泡和脉动压力性能优良.     

表孔溢洪道的物理模型试验研究

本文以溢洪道挑流鼻坎为研究对象,采用物理模型试验的研究方法,以验证误差满足要求的模型为前提。以同等工况为试验研究前提,对水库溢洪道进行物理模型试验研究,针对不同挑坎方案,分析对比下游水流流态、水流挑距、河床入射水流形态及河床冲刷形态。观察分析对比,对表空溢洪道进口进行了试验优化,论证了得出叫有挑坎方案,得到适用于本工程实际的溢洪道鼻坎体型。并且对溢洪道掺气槽进行了简单探索。     

斜流下螺旋桨空泡及脉动压力数值预报研究

空泡性能是船舶螺旋桨重要的水动力性能之一。由于桨轴存在倾斜安装角，船舶在水面航行时，螺旋桨的进流条件主要为斜流工况。为研究斜流工况下螺旋桨的空泡形态及空泡脉动压力特性，论文基于黏流CFD方法针对PC456螺旋桨标模开展了斜流下螺旋桨空泡及脉动压力数值模拟研究，并与大型空泡水筒中的斜流螺旋桨空泡试验结果进行了比较。结果表明，数值预报的空泡形态、面积和平板表面脉动压力与试验观测及测量的结果吻合较好，验证了数值模拟方法的可靠性。     

基于DES方法的三维圆柱受迫振动数值模拟

基于OpenFOAM平台对雷诺数3900下的三维固定圆柱绕流和雷诺数30000下的三维圆柱受迫振动进行数值模拟,对湍流的模拟采用SA-DDES离散涡模型.针对三维圆柱绕流问题,采用PISO算法耦合求解速度-压力场,对圆柱绕流的基础参数如St数、平均阻力系数和平均升力系数等与试验进行了比较,结果吻合良好.针对三维圆柱受迫振动问题,采用PIMPLE算法耦合求解速度-压力场,对不同频率下振幅比为0.3的阻力系数、尾涡形态进行了计算,阻力平均系数与实验值相比吻合较好.     

OWC装置空气透平物理模型试验系统的设计

OWC装置空气透平物理模型试验系统由前端造流装置、透平、数据采集及控制系统组成,透平定常性能试验系统前端造流装置为定常风洞,产生定常气流;非定常性能试验系统的造流装置为活塞往复造流装置,可产生正弦往复气流。数据采集及控制系统包括:皮托管、电磁离合器、转矩转速传感器、伺服系统、压力变送器、数据采集及处理系统。通过此试验系统,可获取转速、转矩、风速、压力等参数,对透平的工作及自启动性能开展研究。     

基于ADINA有限元软件的圆柱绕流三维数值模拟

利用ADINA有限元计算软件建立基于N-S控制方程的圆柱绕流三维数学模型,模拟不可压缩粘性流体中单个固定圆柱的绕流问题,计算不同雷诺数(Re)条件下圆柱绕流的压力系数、升阻力系数和Strouhal数等相关参数.通过与物理模型试验结果的对比对该数学模型进行验证,进一步分析在大雷诺数条件下圆柱绕流的三维效应.     

某抽水蓄能电站侧式进/出水口体型优化数值模拟

对某抽水蓄能电站侧式进/出水口进行三维数值模拟,发现原体型存在不利水流现象。通过将扩散段底板坡度6%调整为2%,得到优化体型,以期望满足水力学要求。优化体型计算结果表明,减小扩散段底板坡度对进/出水口的水流流态、拦污栅断面的流速分布和不均匀系数、进出水口的水头损失等均有一定的改善作用。     

回转体进流段型线参数化设计及其表面压力计算

采用几何边界条件的待定系数法,推导出回转体进流段双参数型线表达式,再利用轴线分布源汇的线元法,将回转体轴上分布的源汇离散,计算得到节点处的源强,进而求得回转体型线的压力分布。相比其他方法,其数据输入简单,易于编程,计算量小,可快速输出压力计算结果。最后采用此数值求解方法计算了SUBOFF的前体段压力分布,与模型试验结果十分吻合,结果可信。     

水力式升船机阀后流道体型水力特性试验研究

依托一种全新的升船机形式——水力式升船机工程,探讨其输水系统阀门的选型及活塞式流量调节阀的特点。通过比尺为1∶10.667的常压及减压物理模型试验,研究三岔管和突扩体两种阀后流道体型下的输水系统流量系数、阀后流道边壁脉动压强、阀门临界空化数以及阀后空化形态,讨论了突扩体型的水力优越性。可为水力式升船机输水系统阀门段的水力设计与研究提供借鉴和参考。     

基于船波相对运动的砰击压力和上浪载荷预报方法

本文基于船波相对运动理论,对舷侧砰击压力和甲板上浪载荷的数值及试验预报方法分别进行了研究.利用三维势流理论计算船舶与波浪之间的相对运动,可以得到船波相对速度及甲板上浪高度.对于砰击压力通过数值模拟方法得到砰击压力系数后结合船波相对速度来预报;对于上浪载荷则采用考虑船舶航速的溃坝模型结合甲板上浪高度来预报.此外,开展了船舶运动和砰击压力模型试验,船波相对运动由沿着模型横剖面布置在舷侧的浪高仪测量,并且测得了相应位置处的砰击压力.最后分别对船波相对运动和砰击压力的数值结果与试验数据进行了比较分析,同时基于船波相对运动给出了一种砰击持续时间计算方法.     

开孔围壳流激振动特性的试验与数值计算研究

对围壳模型进行试验与数值模拟,分析开孔对围壳流激振动特性的影响.首先进行无动力自由上浮试验,在试验中测得了一系列的振动加速度线谱,然后建立与试验相同的数值计算模型,采用大涡模拟法对围壳附近的流场进行了精细的模拟,并将流场的压力作为载荷,运用FEM/BEM结合的方法计算了围壳的流激振动.仿真结果表明,该方法可以清晰的模拟流激围壳振动现象,围壳开孔后会引起流场周期性振荡,从而激励结构振动,产生振动加速度线谱,数值方法计算的振动线谱频率和试验结果接近,平均误差为1.41%.流激开孔围壳振动集中在开孔的导边与随边,尤其是孔腔随边,对这些区域采取控制措施是下一步研究目标.     

某伴流补偿导管对螺旋桨空泡及 空泡剥蚀性能影响研究

文章介绍了中国船舶科学研究中心大型循环水槽中开展的某散货船有、无伴流补偿导管下螺旋桨空泡、空泡剥蚀性能对比试验研究,并深入分析某伴流补偿导管对空泡形态、空泡剥蚀性能影响及导管设计过程中需注意的问题。试验结果表明:前置伴流补偿导管会增加螺旋桨表面空泡面积及空泡诱导的船体脉动压力一阶叶频分量,且不合适的伴流补偿导管安装方式会增加桨叶空泡剥蚀风险。     

不均匀流中螺旋浆侧斜对空泡性能的影响

为了阐明在不均匀流中船用螺旋浆侧斜对不定常空泡性能的影响，选用了六只等螺距不同侧斜角分布的螺旋浆。用这些螺旋浆，通过试验研究了侧斜角和侧斜分布对螺旋浆空泡性能的影响。并在两种不同的伴流下进行了空泡观测、螺旋浆上方船体上的脉动压力测量、空泡厚度测量、油膜法试验和噪声测量。一种伴流分布是第十七届ITTC作为剥蚀比较试验的汽车运输船的模型伴流分布，另一种是用世岛(Sasajima)和田中（Tanaka）的方法修正的实船伴流分布。实验结果表明，随着侧斜角的增大，船体的脉动压力振幅减小，随着侧斜角的增大空泡体积按比例增大。侧斜增大的影响似乎使在非定常空泡溃灭时产生云状空泡的冲击压力范围减小并且减弱。这一点可从油膜法试验和空泡噪声测量结果中得到证实。随着侧斜角增大，在浆叶吸力面上的涂料脱落的面积和声压级减小。     

自激励流节能效果的实验研究

针对水平-竖直混合管道气力输送系统,研究安装倾斜软翅产生的自激励流对颗粒输送过程中的节能降耗效果.通过对系统沿程压力损失、最佳经济速度、能量损耗系数和附加压力损失系数的研究,定量地分析自激励流的节能作用.研究发现:随着输送速度的降低,自激励流减小了系统颗粒群输送过程中的沿程压力损失和最佳经济速度;低速输送时,自激励流降低了颗粒输送过程中系统的能量损耗系数,在质量流量0.2和0.4 kg/s时,能量损耗系数的减小分别为9.6%和8.1%;同时,随着输送速度的降低,系统的附加压力损失系数也因自激励流的存在而减小,这表明倾斜软翅振动产生的自激励流对气力输送系统具有节能降耗的效果.     

船坞虹吸灌水系统水力特性研究

船坞虹吸灌水与阀门灌水、短廊道灌水相比具有结构简单、防冰防沙、断流迅速等优点。针对山东威海造船厂拟建5万t造船坞工程中虹吸灌水系统进行了物理模型试验。设计方案主要研究了虹吸灌水正常工作所需时间、虹吸驼峰处最大负压、虹吸灌水流量系数及水流流态等。由于原方案的驼峰最大负压超过规范要求,水流流态不稳,采用增大驼峰断面面积和增加整流墩等方法对原方案的体型进行了修改,在此基础上提出了驼峰处负压均符合规范要求、灌水时间合理的优化方案。