检索结果-内蒙古大学图书馆

结合无锡市城市防洪工程中的仙蠡桥泵站钟形进水流道,采用雷诺平均N-S方程和标准k-ε湍流模型,运用simplec算法,对几种不同流量工况下的流道内流动进行了数值模拟,揭示了钟形进水流道内流场特征断面的速度分布及水力损失规律。研究结果表明:此进水流道在流量变化很大的情况下,能保持稳定的流态,从而较好地适应各种运行条件。此外,此流道的出水仍存在一定程度的偏流现象,可做进一步的水力优化。

关键词：泵站钟形进水流道数值模拟 simplec算法

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水轮机蜗壳和导叶内部两相紊流模拟及磨损预估

水轮机蜗壳和导叶内部两相紊流模拟及磨损预估

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作者：许国清华大学

学位级别：硕士

中国大部分河流含沙量较大,在其上运行的水轮机过流部件将受到磨损.这个问题对于三峡水轮机尤为突出.因此紊流两相流的研究是水轮机磨损研究的基础和关键内容,它无论是对于流体动力学理论的发展,还是对于解决工程实际问题都具有十分重... 详细信息

中国大部分河流含沙量较大,在其上运行的水轮机过流部件将受到磨损.这个问题对于三峡水轮机尤为突出.因此紊流两相流的研究是水轮机磨损研究的基础和关键内容,它无论是对于流体动力学理论的发展,还是对于解决工程实际问题都具有十分重大的意义.该文以三峡水轮机过流部件为算例,对其内部的单相和固液两相紊流以及磨损进行了研究.单相紊流的模拟采用目前工程上应用最为广泛的k-ε双方程模型.两相紊流模拟以液相的k-ε模型和颗粒相的k<,p>模型为基础,建立k-ε-k<,p>模型.并采用其简化形式-颗粒相的代数模型(k-ε-A<,p>模型)-进行计算.磨损预估采用Finnie模型.在数值方法方面,先将控制方程转换到贴体坐标下的形式,再用有限差分法对控制方程进行离散.其中扩散项和源项采用二阶中心差分,对流项采用混合格式.速度场和压力场的求解采用较为成熟的速度-压力修正算法,即simplec算法.作为具体算例?该文计算了三峡水轮机蜗壳和固定导叶内部的三维单相紊流、固定导叶和活动导叶内部的三维固液两相紊流.预估了固定导叶和活动导叶的磨损.作为对计算的验证,作者比较了蜗壳和固定导叶的计算结果和实验值、活动导叶磨损的预估值和实验值.结果表明,该文所采用的紊流模型、数值方法和磨损预估模型具有较好的准确性,可为三峡水轮机的设计提供理论基础.

关键词：两相紊流紊流模型磨损预估 N-S方程 simplec算法水轮机蜗壳导叶

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叶轮机械网格划分方法及数值模拟

叶轮机械网格划分方法及数值模拟

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作者：穆忠波清华大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的发展,各种流动求解的方法日趋成熟,使用Navier-Strokes方程求解三维计算域的方法日益受到广泛的重视.网格生成是数值研究方法得以实现的基础.该文采用了Poisson方程生成数值网格,并针对方程源项的选择问题,对Thomas和Hi... 详细信息

随着计算机技术的发展,各种流动求解的方法日趋成熟,使用Navier-Strokes方程求解三维计算域的方法日益受到广泛的重视.网格生成是数值研究方法得以实现的基础.该文采用了Poisson方程生成数值网格,并针对方程源项的选择问题,对Thomas和Hilgestock两咱源项生成法作了比较研究,得出了一些转轮网格划分上的有用结论.在数值计算方面上,先推导出贴体坐标系下的控制方程,用有限差分将其离散.其中对流扩散项采用的混合格式,源项目采用第二类中心差分格式,速度场和压力场分离求解方法为simplec方法.

关键词：数值生成网格泵叶轮 simplec算法

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可逆式水泵水轮机水力设计及内部流场分析

可逆式水泵水轮机水力设计及内部流场分析

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作者：黄祺兰州理工大学

学位级别：硕士

为达到必需的电网调节能力，电力系统中应至少装有总容量5%的抽水蓄能电站，若要达到较好的调节能力，则需要有总容量10%的蓄能装机。“十二五”抽水蓄能规划中有专家认为，抽水蓄能机组设备国产化能力的不足，增加了抽水蓄能电站的投... 详细信息

为达到必需的电网调节能力，电力系统中应至少装有总容量5%的抽水蓄能电站，若要达到较好的调节能力，则需要有总容量10%的蓄能装机。“十二五”抽水蓄能规划中有专家认为，抽水蓄能机组设备国产化能力的不足，增加了抽水蓄能电站的投资成本，影响了抽水蓄能电站的发展。可逆式水轮机两种工况点并不重合，故无论是转轮的设计或选型都需要一定的折衷，在确定基本参数的基础上从一个工况开始，使用现有的水力设计方法进行计算，再用另一个工况来校核。本文在此设计理念的基础上设计出了满足性能要求的转轮，并尝试性的研究了可逆机不同工况点的水力性能。转轮设计借鉴低比转速混流式水轮机的叶片设计原理，对一给定参数的可逆机利用水轮机设计理论进行水力设计、三维造型、ICEM网格划分，考虑到高应变率和大曲率过流面等因素的影响采用RNG k-ε模型来封闭求解N-S方程。采用有限元体积法进行离散，离散方程的压力-速度耦合的处理采用压力耦合方程组的半隐式方法(simplec)算法。利用Fluent软件模拟并反复修正模型，预测了可逆机设计工况下的转轮效率。分析了不同工况点中蜗壳，转轮，尾水管的压力场和速度场的变化，以及内部漩涡的生成原因对其此处压力场、速度场的影响。数值实验结果表明可逆机水轮机工况的最优效率达到91%，水泵工况的最优效率达到82%，反复修正模型还有进一步提升的空间。水泵断电过程中蜗壳内部流动紊乱程度大，二次流，漩涡，流动分离等现象比较严重。这为可逆机水泵工况断电过程中压力突变的定量分析提供了一种新的方法，也为其它工况的计算以及可逆机转轮的水力设计提供了一种新的参考，同时，用CFD技术直观的反映了可逆机不同工况点的水力性能，拟补了经验数据的不足。对于可逆机的转轮设计以及结构优化都有一定的应用价值。

关键词：可逆式水泵水轮机数值模拟三维模型网格结构优化 simplec算法

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代数应力模型在水轮机转轮内部紊流计算中的应用

代数应力模型在水轮机转轮内部紊流计算中的应用

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作者：杨辅政清华大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的不断发展,各种流动求解方法的日趋完善,使用雷诺平均的Navier-Stokes方程去求解三维不可压流动方法正日益受到广泛的重视.尽管常用的K-ε双方程模型相对简单,而且在工程中被广泛应用,但其通用性较差.该文选用代数应力... 详细信息

随着计算机技术的不断发展,各种流动求解方法的日趋完善,使用雷诺平均的Navier-Stokes方程去求解三维不可压流动方法正日益受到广泛的重视.尽管常用的K-ε双方程模型相对简单,而且在工程中被广泛应用,但其通用性较差.该文选用代数应力模型进行计算,因为它不但通用性较好,而且也不是过于复杂,只需要在K-ε模型的基础上求解六个雷诺应力的代数方程.在数值方法上,先推导出贴体座标下控制方程,再用有限差分将其离散.其中对流扩散项采用混合格式,源项采用了第二类中心差分格式.速度场和压力场的分离求解方法为速度、压力修正算法即simplec方法,对于旋转的转轮源项还考虑了离心力和科氏力的影响.根据压力修正算法的特点,求解网格采用交错网格.为了验证这一数值方法,对90°强弯管内部的紊流流动进行了计算,其结果与实验结果符合得较好.最后,对混流式转轮的内部紊流流动进行了三维数值模拟.通过三维粘性计算,获得了详细的速度分布和压力分布情况,它们与转轮内的真实流动情况很相符,为预测水轮机的总体特性以及转轮的设计提供了依据.

关键词： Navier-stokes方程紊流代数应力模型 simplec算法混流式转轮

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双洞式溢洪洞三维紊流场的数值模拟

双洞式溢洪洞三维紊流场的数值模拟

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作者：张华文西安理工大学

学位级别：硕士

随着计算机及数值计算技术的发展,数值模拟技术已获得普遍认同。它的应用范围越来越广泛,并成为一种研究流场的基本手段。本论文是围绕复杂区域紊流流动的计算展开,实现了双洞式溢洪洞紊流场的数值模拟。具体工作包括: (1) 通过... 详细信息

随着计算机及数值计算技术的发展,数值模拟技术已获得普遍认同。它的应用范围越来越广泛,并成为一种研究流场的基本手段。本论文是围绕复杂区域紊流流动的计算展开,实现了双洞式溢洪洞紊流场的数值模拟。具体工作包括: (1) 通过对紊流数学模型的回顾与评述,结合研究对象的特点以及现有条件,选用标准κ-ε紊流模型作为本文计算模型。建立通用坐标系下三维紊流流动的控制方程。 (2) 采用非结构化网格生成技术处理复杂边界。根据双洞式溢洪洞的水流特点,完成了网格生成。 (3) 利用有限体积法对控制方程进行离散:推导得出压力修正方程;采用多重网格法和点隐式高斯—塞德尔迭代方法相结合的办法求解离散所得代数方程组,并给出了求解步骤。 (4) 实现了甘肃九甸峡工程双洞式溢洪洞三维紊流场的数值模拟。在结合模型试验资料基础上,对双洞式溢洪洞沿程各个断面的流速、压力、紊动能以及耗散率西安理工大学硕士学位论文等水力参数的计算结果进行了分析。 (5)在原设计方案数值计算结果的基础上,针对原方案设计中wES段存在负压的问题,提出加肥WES段体型的改进方案。关键词:双洞式溢洪洞k一‘紊流模型非结构化网格simplec算法体型优化

关键词：双洞式溢洪洞 k-ε紊流模型非结构化网格 simplec算法体型优化

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潜水式轴流泵内部流场计算、分析与性能预测

潜水式轴流泵内部流场计算、分析与性能预测

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作者：张炜兰州理工大学

学位级别：硕士

潜水轴流泵不仅具有普通轴流泵的特点,而且还具有安装检修方便、结构简单等优点,现在正被越来越广泛的使用。然而,目前国产潜水式轴流泵效率较国外同类泵普遍低5-15%。论文通过分析,得出影响其性能的主要因素有泵的轴面流道形状、泵的... 详细信息

潜水轴流泵不仅具有普通轴流泵的特点,而且还具有安装检修方便、结构简单等优点,现在正被越来越广泛的使用。然而,目前国产潜水式轴流泵效率较国外同类泵普遍低5-15%。论文通过分析,得出影响其性能的主要因素有泵的轴面流道形状、泵的叶轮、导叶的水力参数以及进水流道的几何参数。因此对潜水轴流泵及其配套的簸箕型进水流道内部流场的流动规律进行深入的研究,进而提高潜水轴流泵的性能以及提升潜水轴流泵的设计水平,具有十分重要的意义。本文利用FLUENT6.1软件,采用标准k-ε双方程紊流模型和simplec算法,对ZQ2870C-4潜水式轴流泵泵段及其配套的簸箕形进水流道分别进行了CFD分析。得出以下主要结论: 该泵叶片背面离进口边不远处存在低压区,此区域易发生汽蚀,这与泵实际运行情况非常吻合。叶片工作面压力速度分布不是很理想,应该予以改进。叶片头部在不同的工况下均存在较大的水流撞击作用,适应来流不理想,这对泵的整体性能有很大影响,应予以修型。导叶片靠近出口部分压力分布不理想,分析表明,该泵的导叶部分的轴面流道形状不合理,应予以改进。通过对簸箕形流道不同的流道高度Hw和流道进口高度Hj值计算比较后得出:对于流道高度Hw,取1.8D0左右最好,这样既保证了流道出口断面的流态,也避免了流道太高所造成的施工和安装的困难以及投资的浪费;对于流道进口高度Hj取1.6D0左右最好,这个值一般的资料上没有给参考值,该值的给定有十分重要的参考价值。为了检验计算数据的准确性,本文对ZQ2870C-4潜水式轴流泵进行了性能预测,结果表明:预测曲线与实验曲线大趋势基本一致,预测值与实验值在设计工况附近差别不大。

关键词：潜水轴流泵簸箕形进水流道 CFD k-ε紊流模型 simplec算法

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高约束空间蒸气云爆炸传播规律的研究

高约束空间蒸气云爆炸传播规律的研究

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作者：刘峰中北大学

学位级别：硕士

可燃蒸气云爆炸是一类危险性高、破坏力强的工业灾害。深入研究泄漏后蒸气云在不同爆炸几何空间下爆炸火焰传播的规律以及其伤害过程，是建立抑制和预防此类工业灾害技术的理论基础，具有重要的社会经济价值和学术价值。在现实的工业生... 详细信息

可燃蒸气云爆炸是一类危险性高、破坏力强的工业灾害。深入研究泄漏后蒸气云在不同爆炸几何空间下爆炸火焰传播的规律以及其伤害过程，是建立抑制和预防此类工业灾害技术的理论基础，具有重要的社会经济价值和学术价值。在现实的工业生产环境中生成的可燃蒸气云受到的影响因素有很多种，从防灾角度来说，可分为可控因素和不可控因素。在此基础上，本文以可控制因素——约束物和障碍物为出发点，设计局部高约束空间几何模型来探讨蒸气云爆炸成灾的内在规律。主要研究内容如下：\n 以事故致因理论为基础，对国内外多起蒸气云爆炸事故的原因、发生地点以及过程进行了统计分析。根据统计分析结果确定了事故伤害模型，即以可燃性气体或低沸点可燃液体与空气混合物为研究对象，结合不同的爆炸几何空间对爆炸伤害危险性进行机理性的研究。\n 以开口管道为例，基于均相反应流时均方程组、k－ε湍流模型和EBU-Arrhenius燃烧模型，建立了均相湍流燃烧流动的理论模型，利用simplec算法，对容器内丙烷空气混合气体燃烧加速过程进行了数值模拟，研究高约束下蒸气云爆炸传播规律，结论如下：\n ①数值模拟结果与实验测量值和实验中拍摄的火焰照片吻合良好，表明本文建立的模型可用于高约束空间内预混火焰的发展过程的数值模拟。\n ②可燃气体点火初期，障碍物对火焰阵面的扰动非常小。当火焰接近障碍物时，火焰阵面发生显著变化。随着障碍物高度的增加，火焰阵面被拉伸变形的程度越来越大，导致火焰速度的迅速增加，随障碍物数量的增加，被进一步拉伸的火焰阵面，也会使火焰速度急剧上升，揭示了障碍物和湍流引起火焰加速的正反馈机理。\n ③由于障碍物的扰动，在火焰穿越障碍物时，火焰速度存在剧烈波动，先急剧增大而后下降，再迅速上升。当火焰穿越多个障碍物时，火焰速度连续剧烈波动，速度值越来越大。\n ④未设置障碍物的高约束空间中，由于壁面使火焰加速，最大超压出现在出口处。而对于内置障碍物空间来说，随着障碍阻塞率增大，超压越来越大。

关键词：高约束空间蒸气云爆炸传播规律理论模型 simplec算法

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